Digitálny televízny prijímač DVB-T DIPLOMOVÁ PRÁCA. Bc. MILOŠ ŤAPÁK. ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií

Transcription

1 Digitálny televízny prijímač DVB-T DIPLOMOVÁ PRÁCA Bc. MILOŠ ŤAPÁK ŽILINSKÁ UNIVERZITA V ŽILINE Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií Študijný odbor: TELEKOMUNIKÁCIE Vedúci diplomovej práce: Ing. Juraj Vajduliak Stupeň kvalifikácie: inžinier (Ing.) Dátum odovzdania diplomovej práce: ŽILINA 2006

2 Abstrakt V diplomovej práci sa zaoberáme témou digitálneho televízneho prijímača DVB- T, ktorý v tejto dobe nie je až tak veľmi známy, ale v blízkej budúcnosti bude súčasťou každej domácnosti. Prácu delíme na štyri kapitoly. V prvej kapitole sa podrobne venujeme technológii DVB-T, jeho charakteristike, procesu zavádzania, princípu vysielania a kódovania digitálneho signálu. Ďalej je v nej spomenutá i situácia digitálneho vysielania DVB-T na Slovensku, v krajinách EU a aj vo svete. Taktiež charakterizujeme rôzne technológie vysielania digitálneho signálu, výhody a nevýhody. Charakteristike MPEG-2 sa venujeme v druhej kapitole. V ďalšej kapitole popisujeme jednotlivé obvody modulu DVB-T, ktoré spracúvajú digitálne signály DVB- T. V poslednej kapitole uvádzame návrh konkrétneho riešenia modulu DVB-T, v ktorej je zahrnutý popis, postup a celková činnosť v spolupráci s hybridným TVP pre príjem analógového a digitálneho vysielania.

3 Žilinská univerzita v Žiline, Elektrotechnická fakulta, Katedra telekomunikácií ANOTAČNÝ ZÁZNAM - DIPLOMOVÁ PRÁCA Priezvisko, meno: Ťapák Miloš, Bc. školský rok: 2005/2006 Názov práce: Digitálny televízny prijímač DVB -T Počet strán: 48 Počet obrázkov: 21 Počet tabuliek: 4 Počet grafov: 0 Počet príloh: 20 Použitá lit.: 25 Anotácia (slov. resp. český jazyk): Diplomová práca rieši problematiku digitálneho pozemského vysielania DVB-T jeho výhody a nevýhody, spôsoby šírenia, modulácie a kódovanie digitálneho signálu. Ďalej rieši konkrétnu aplikáciu prijímača DVB-T signálu v klasickom TV prijímači. TV prijímač je schopný prijímať analógové aj digitálne signály, ktoré sú vysielané v krajinách EU. Anotácia v cudzom jazyku (anglický resp. nemecký): This thesis solves digital video broadcasting - terrestrial DVB-T transmission problems, its advantages and disadvantages, spreading methods, modulation and digital signal coding. It also solves concrete DVB-T signal receiver in standard TV. TV receiver is able to receive analog and digital signal, which are broadcasting in EU countries. Kľúčové slová: DVB-T, DVB-C, DVB-S, DVB-H, COFDM, MPEG-2, SFN, MFN, demodulátor, dekóder Vedúci práce: Ing. Juraj Vajduliak Recenzent práce: Ing. Vladimír Pribylinec Dátum odovzdania práce: 19. máj 2006

4 Obsah Úvod Projekt DVB Všeobecný popis DVB Technológia DVB-T Charakteristika DVB-T Princíp DVB-T Jednofrekvenčná sieť SFN (Single Frequency Network) Mnohofrekvenčná sieť MFN (Multiple Frequency Network) Modulácia COFDM Situácia DVB-T na Slovensku, Českej republike v Európe a vo svete Výhody DVB-T Technológia DVB-S Technológia DVB-C Technológia DVB-H MPEG-2 kódovanie Charakteristika MPEG Popis obvodov pre spracovanie DVB-T signálov Hybridný VHF/UHF DVB-T tuner Philips TD 1316 AF Demodulátor STV Duálny ovládací bod AGC Sériový výstupný interfejs Vlastnosti demodulátora Dekóder MPEG STx Flash pamäť M29W800DB DDR SDRAM pamäť ELPIDA D1216A Periférne analógové obvody Video zosilňovač a pásmový filter STV 6435 S... 38

5 3.6.2 Audio zosilňovač LM 358DT Obvody napájania Integrovaný obvod L5973D Konkrétne riešenie modulu DVB-T Činnosť modulu DVB-T podľa blokovej schémy Celková činnosť hybridného TVP pre príjem analógového a digitálneho vysielania Popis jednotlivých funkčných blokov TV prijímača Postup oživovania modulu DVB-T a merania na module Základné technické vlastnosti DVB-T prijímača Záver Literatúra... 49

6 Zoznam obrázkov a tabuliek Zoznam obrázkov Obr.1.1 Prenosový reťazec DVB-T...5 Obr.1.2 Packetized Elementary Stream (PES)...6 Obr.1.3 Prenosový kanál a multiplex DVB-T...7 Obr.1.4 Viaccestné šírenie signálu...11 Obr.1.5 Rozdelenie prenosového kanála...12 Obr.1.6 OFDM symbol...13 Obr.1.7 COFDM modulácia...13 Obr.1.8 Situácia DVB-T...17 Obr.1.9 Stav zavádzania DVB-T vo svete...18 Obr.1.10 DVB-S (Satelitné vysielanie)...19 Obr.1.11 DVB-C (Káblový prenos)...20 Obr.2.1 Rozdelenie makrobloku na bloky na základe celého úplneho snímku...22 Obr.2.2 Rozdelenie makrobloku na bloky na základe polsnímkov...23 Obr.2.3 Vzorkovanie farieb...24 Obr.3.1 AVC úroveň riadenia...28 Obr.3.2 Sériový mód...29 Obr.3.3 Zjednodušená schéma FLASH pamäte...36 Obr.3.4 DDR SDRAM pamäť...38 Obr.3.5 Integrovaný obvod STV6435S...39 Obr.3.6 Bloková schéma LM 358DT...40 Obr.3.7 Aplikačná schéma IO L Zoznam tabuliek Tab.1.1 Parametre 2k a 8k pre DVB-T...14 Tab.3.1 Vývody FLASH pamäte...36 Tab.3.2 Popis vývodov DDR SDRAM pamäte...38 Tab.3.3 Popis vývodov obvodu STV6435S...39

7 Zoznam použitých skratiek a symbolov A/D Analógovo/digitálny ATSC Advanced Television System Committee Výbor pre zdokonalené televízne systémy AVC Automatic Gain Control Automatická regulácia zosilnenia C Chroma Chrominančný signál COFDM Coded Orthogonal Frequency Division Kódovaný ortogonálny Multiplex frekvenčne delený multiplex CPU Centrálna procesorová Jednotka CK Clock input Vstup pre hodinový signál (DDR pamäť) CVBS Úplný videosignál DCT Discrete Cosine Transform Diskrétna kosínusová transformácia DQS Dáta strobe Monitorovanie dát (DDR pamäte) DLL Delay Locked Loop Oneskorovacia slučka DM Dáta mask Maskovanie dát (DDR pamäť) DVB Digital Video Broadcasting Digitálna televízia DVB-C Digital Video Broadcasting Cable Káblové digitálne televízne vysielanie DVB-H Digital Video Broadcasting Handhelds Digitálne vysielanie videosignálu pre mobilné zariadenia DVB-S Digital Video Broadcasting Satellite Družicové digitálne televízne vysielanie DVB-T Digital Video Broadcasting - Terrestrial Pozemská digitálna televízia EPG Electronic Program Guide Elektronický programový Sprievodca EPROM ErasableProgrammableRead-Only Memory Vymazateľná pamäť

8 ETSI Európsky inštitút pre telekomunikačné normy EBU Európska vysielacia únia FDM Frequency-division multiplexing Frekvenčne delený multiplex FEC Forward Error Correction Dopredná chybová korekcia HDTV High definition television Televízia s vysokým rozlíšením I 2 C Dvojvodičová mikropočítačová zbernica ISDB Integrated Services Digital Broadcasting Digitálne vysielanie integrovaných služieb ISI Inter-symbol interference Intersymbolové interferencie JTAG Joint test action group Medzinárodný protokol pre testovanie a nahrávanie progr. Y Jasový signál YUV Komponentný jasový a farbový signál NTSC National Television System Comitte Televízna prenosová sústava OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex Ortogonálny frekvenčne delený multiplex OSD One Screen Display PAL Phase Alternation Modulation Televízna prenosová sústava PAV SAW Filter s povrchovou akustickou vlnou PCM Pulse Code Modulation Pulzne kódová modulácia PES Packetized Elementary Stream Paketizované dátové toky PLL Phase lock loop Fázový záves QAM Quadrature Amplitude Modulation Kvadratúrna amplitúdová modulácia QPSK Quadrature Phase Shift Keying Kvadratúrna fázová modulácia RGB Komponentné video signály ROM Read Only Memory Pamäť iba na čítanie, permanentná pamäť

9 RPVR Rada pre vysielanie a retransmisiu SDI Serial Digital Interface Sériové digitálne rozhranie SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Synchrónna dynamická pamäť memory SDTV Standard Definition Television Televízia so štandardnou rozlišovacou schopnosťou SPDIF Digitálny zvukový sériový výstup VF Vysoko frekvenčný VHS Video Home System Domáci video systém MFN Multiple Frequency Network Mnohofrekvenčná sieť MHP Multimedia Home Platform Multimediálne domáce zariadenia MPEG Motion Pictures Expert Group Expertná skupina zaoberajúca sa digitalizáciou obrazu zvuku SECAM Séquentiel á mémoire Televízna prenosová sústava SFN Single Frequency Network Jednofrekvenčná sieť T-DAB Terrestrial-Digital Audio Broadcasting Digitálne rozhlasové vysielanie TVP Televízny prijímač HDTV High definition television Televízia s vysokým rozlíšením

10 Úvod Zdá sa, že analógové vysielanie zvuku a obrazu sa pomaly blíži do štádia útlmu. V súčasnosti sú uprednostňované nové technológie s digitálnym základom. Ich prínosom je nielen kvalitatívne zvýšenie parametrov obrazu a zvuku, ale i úspornejšie využitie obmedzeného rozsahu frekvenčného pásma. Pokrok techniky v dnešnej dobe napreduje neuveriteľnou rýchlosťou. Začiatok aplikácie digitálneho spracovania signálu v TV prijímačoch bol v 80. rokoch, kedy sa zavádzal príjem teletextu. Neskôr to boli 100Hz technológie použite v TV prijímačoch. V súčasnosti je to masívny rozvoj nových televíznych koncepcii (LCD prijímače). Dnes sa dá pozorovať v konštrukcii TV prijímačov prelínanie analógových a digitálnych obvodov. Inovačný cyklus sa skracuje a digitálne technológie prinášajú zvýšenie komfortu obsluhy a zvýšenie úžitkových funkcii prijímačov. Digitalizácia terajšej doby, digitalizuje vari všetko, čo jej príde pod ruky a čo sa zdigitalizovať dá. Tomuto pokroku sa samozrejme nevyhla ani televízia a prenos televízneho signálu. Je to však veľké pozitívum, nielen čo sa týka efektivity využitia prenosových médií, ale rozširuje to aj možnosti užívateľov, poskytovaním nových služieb prenášaných s TV signálom. Hneď na začiatku však treba povedať, že okrem technických a aplikačných výhod prináša nový spôsob vysielania aj nároky na finančné prostriedky. Preto digitalizácia musí pre vysielacie spoločnosti, ale najmä pre divákov priniesť niečo nové, aby sa stala atraktívnou, a aby jedna i druhá strana bola ochotná do novej technológie investovať. Podobne, ako takmer vo všetkých oblastiach telekomunikačnej a informačnej techniky, predstavuje digitalizácia aj pri televízii ekonomicky významnú cestu ku kvalitatívnemu i kvantitatívnemu zlepšeniu využívania finančných i frekvenčných zdrojov. Digitálne TV vysielanie nie je kompatibilné so súčasným analógovým vysielaním. V prípade využívania dnešných stanovíšť vysielačov, bude potrebné na vysielacej strane vymeniť celú technológiu. Okrem budov, stožiarov a snáď aj vysielacích antén (ak tieto budú svojimi parametrami vhodné). Na prijímacej strane (u divákov) sa vyžaduje doplnenie prijímača o tzv. set-top box, ktorý sa zapojí medzi prijímaciu anténu a dnešný TV prijímač. Ďalšou možnosťou je nákup nového TV prijímača, ktorý má v sebe diel na digitálny príjem už vstavaný. 1

11 Digitalizácia vysielania môže mať význam aj z hľadiska podpory obchodu, trhu a zamestnanosti, pretože si vyžaduje dostupnosť nových digitálnych zariadení. Nová technológia predstavuje nové formy využitia a nové služby. Čím rýchlejšie sa digitalizácia uskutoční, tým skôr sa otvorí a rozšíri trh pre nové multimediálne služby. V neposlednom rade skorý nástup pozemského digitálneho TV vysielania umožní Slovensku udržať krok s vyspelými štátmi EU. Digitálne vysielanie sa masovo rozširuje a jeho výhody sa potvrdzujú v praxi. Cieľom diplomovej práce je venovať sa problematike digitálneho pozemského vysielania v dostupnej literatúre a navrhnutie, realizácia funkčnej vzorky modulu DVB-T pre príjem digitálnych signálov. 2

12 1 Projekt DVB (Digital Video Broadcasting) 1.1 Všeobecný popis DVB (Digital Video Broadcasting - digitálna televízia) je medzinárodné konzorcium asi 260 členov televíznych spoločností, výrobcov, sieťových operátorov, softvérových vývojárov, telekomunikačných regulačných orgánov a iných spoločností z viac ako 35 krajín so sídlom v Ženeve. Spolu sa podieľajú na vytvorení celosvetového štandardu digitálnej televízie a iných multimediálnych dátových služieb. Špecifikácie DVB vydáva Európsky telekomunikačný normalizačný inštitút ETSI v spolupráci s Európskou televíznou a rozhlasovou úniou EBU. V súčasnej dobe je v platnosti okolo 60 noriem a špecifikácií DVB, pokrývajúcich všetky oblasti digitálnej TV. Od svojho založenia, v roku 1993, DVB projekt získal vysokú úroveň a zasluhuje si právo na určovanie a rozhodovanie pri vytváraní otvorených digitálnych štandardov. Táto organizácia položila základy systému, na ktorý dnes pristupuje prakticky celý svet. Otvorené štandardy garantujú kompatibilitu medzi systémami a nezáleží na tom, kde bolo dané DVB zariadenie vyrobené. Celý systém je založený na spracovaní obrazu a zvuku použitím kompresie MPEG-2, DVB signály môžu byť prenášané po rozličnom médiu (vzduchom, káblom, optickým káblom). DVB umožňuje prenos všetkých obrazových analógových noriem ako je PAL/NTSC či SECAM. Umožňuje prenos televízneho signálu vo vysokom rozlíšení (HDTV) a samozrejme viackanálového zvuku, 5.1 kanálový zvuk podľa štandardu Dolby Digital. DVB však nie je len televíziou, otvára totiž dvere do sveta interaktívnej TV, settop boxy založené na riešení pomocou softvéru, mobilné digitálne videoprogramy, širokopásmový internet, otvorené štandardy platformy multimediálnych domácich zariadení MHP (Multimedia Home Platform). Práca projektu DVB je zameraná na to, aby sa programový obsah dostal cez globálnu, lokálnu a domácu sieť k divákovi s tým, že bude zahŕňať aj lokálne pamäťové médiá a prenos ďalšími zariadeniami. Dôležitými aspektmi sú pritom: transparentnosť a mobilita. DVB sa prudko rozvíja a stále vznikajú nové štandardy, spomeňme základné, podľa spôsobu šírenia TV signálu: DVB-S : družicový systém DVB-C : káblový systém DVB-T : pozemský televízny systém 3

13 DVB-H : mobilný systém [1] 1.2 Technológia DVB-T Charakteristika DVB-T DVB-T je skratka Digital Video Broadcasting Terrestrial, čiže pozemská digitálna televízia. Technológia DVB-T je obľúbená alternatíva káblovej alebo satelitnej televízie. Tento veľmi flexibilný systém pozemného vysielania podporuje rozličné druhy prijímacích zariadení, od antén pripevnených na strechy budov až po prenosné a mobilné prijímače. Systém DVB-T, ktorý do štandardnej televíznej antény prináša výhody digitálnej technológie, poskytuje lepší príjem a výber spomedzi väčšieho množstva kanálov s vysokou kvalitou zvuku. Systém DVB-T, ktorý je úspešne zavedený v rámci Európy, v Singapure a Austrálii, a ktorý sa testuje v Ázii a južnej Afrike, je najrozšírenejší digitálny pozemný televízny štandard na svete. [2] V systéme digitálnej pozemskej televízie DVB-T je obraz a zvuk prevedený do digitálnej podoby, komprimuje sa a spolu s ďalšími dátovými službami (teletext a pod.) sa prenáša spoločným dátovým kanálom v podobe tzv. digitálneho multiplexu. Tento multiplex môže obsahovať niekoľko televíznych kanálov (4-6 programov vo formáte MPEG-2 v kvalite zodpovedajúcej analógovému prenosu PAL) a k tomu ešte napr. sadu rozhlasových programov a množstvo rozličných doplnkových služieb (EGP, MHP a pod.). Využívajú sa frekvenčné pásma analógovej pozemskej televízie v pásme VHF a UHF. Použitie digitálnych modulácii QPSK a QAM so 16 a 64 stavmi. Šírka kanála v porovnaní s analógovým vysielaním sa nemení, ostáva 8MHz. Ďalšími charakteristickými znakmi pozemného vysielania sú relatívne úzke vysielacie kanály, výrazný vplyv rušenia a predovšetkým vplyv odrazov spôsobujúcich tzv. viacnásobný príjem. Je to nepríjemné aj pri analógovom vysielaní (známe duchy v obraze), ale v prípade digitálneho vysielania spôsobujú medzisymbolové interferencie a výrazne zvyšuje chybovosť príjmu. Preto sa v systéme DVB-T predpokladá s použitím technicky náročnej modulácie OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex Ortogonálny frekvenčne delený multiplex). V spojení s ochranným kódovaním býva táto modulácia označovaná COFDM (Coded OFDM). Tok digitálnych dát je rozdelený do viacerých paralelných tokov s podstatne dlhšou bitovou periódou a tie sú prenášané prostredníctvom veľkého počtu (až niekoľko tisíc) nosných signálov presne definovaných kmitočtoch. [1] 4

14 1.2.2 Princíp DVB-T Na začiatku celého prenosového reťazca sú jednotlivé programy upravované do takej podoby, ktorá je vhodná na prenos (najprv sú komprimované tak, aby ich dáta mali menší objem a menšiu prenosovú kapacitu). Potom sú dáta upravené na vhodne veľké bloky (tzv. pakety) a tie sú následné zlučované do jedného spoločného celku súhrnného dátového toku, označovaného často ako tzv. multiplex. Do multiplexu sú ešte pridávané režijné dáta (definujú štruktúru samotného multiplexu) a dáta pridaných služieb a aplikácií. Súhrnný dátový tok (multiplex) je ďalej prepravovaný do siete (pozemných) vysielačov, ktoré zaisťujú jeho vlastné vysielanie. Obr.1.1 Prenosový reťazec DVB-T (zdroj: Koncový príjemca, ktorý chce digitálne vysielanie prijímať, musí byť vybavený zariadením, ktoré je schopné súhrnný dátový tok (multiplex) zase rozložiť na jednotlivé časti (programy) a zobraziť ten program, ktorý si užívateľ aktuálne navolil. Najčastejšie bude táto funkčnosť zabezpečená samostatným zariadením (tzv. set-top boxom), ktorý sa pripojí pred bežný (analógový) televízny prijímač, alebo televíznym prijímačom s integrovaným digitálnym tunerom (idtv). [3] Väčšina štúdiovej techniky, aj časti prenosového reťazca, pracujú už dnes so signálom v digitálnej podobe. V záverečnej fáze sa tento digitálny signál musí previesť na analógový a moduluje sa ním nosný kmitočet príslušného TV vysielača. Na jednom kanále spravidla so šírkou pásma 8 MHz vysiela len jeden analógový televízny program. 5

15 Pri digitálnom vysielaní sa pôvodný digitálny signál získaný v štúdiu komprimuje, aby sa znížil dátový tok [4]. Prenosová rýchlosť digitálneho obrazu v štúdiovom formáte SDI (Serial Digital Interface) je 270 Mbit/s a zvuk o rýchlosti 1,92 Mbit/s. Objem dát je príliš veľký, aby sa mohol prenášať, a preto je potrebné obraz komprimovať. V systéme DVB- T sa obraz komprimuje do formátu MPEG-2. V budúcnosti by mala byť kompresia MPEG-2 nahradená ešte výkonnejšími metódami (napr. MPEG-4). Základným princípom kompresie obrazu podľa MPEG-2 je redukcia redundantných (nadbytočných) informácií v obrazovom signáli. Pri redukcii redundancie sa s výhodou využíva skutočnosť, že po sebe nasledujúce snímky obrazového signálu sa väčšinou líšia len málo, a preto stačí prenášať len ich rozdiel. Pôvodný aktívny bitový tok obrazového signálu, ktorý je zhruba 166 Mbit/s (720x576 obrazových bodov x 25 obrázkov/s x 16 bitov na obr. bod), je možné redukovať na 4-8 Mbit/s (pre tzv. štandardnú kvalitu obrazu odpovedajúcu signálu v norme PAL). Zvuk sa takisto komprimuje. Pre kompresiu zvuku bol v systéme DVB-T pôvodne uvažovaný len algoritmus MPEG-1, layer I alebo II pre dvojkanálový zvuk (zvukové módy single channel, dual channel, stereo a joint stereo), resp.mpeg-2, layer II pre viackanálový zvuk (5.0 alebo 5.1). [5] Po kompresii veľkého dátového prúdu (270 Mbit/s) vzniká omnoho menší dátový prúd (až 4 Mbit/s), ktorý je v terminológii DVB-T označovaný ako elementárny (Elementary Data Stream). Pre každý televízny program takto vzniká jeden video prúd a jeden audio prúd (prípadne viac audio prúdov pri viacerých jazykových verziách). Aby bolo možné tieto elementárne prúdy ľahšie zlučovať do výsledného dátového toku (multiplexu) a zároveň zase oddeľovať, musia byť najprv upravené na vhodné veľké bloky označované ako pakety. Tým vzniká tzv. Packetized Elementary Stream (PES). [6] Obr.1.2 Packetized Elementary Stream (PES) (zdroj: 6

16 Zdrojové dátové toky (PES = Packetized Elementary Stream), generované videokóderom resp. audiokóderom sú najprv vedené do tzv. primárneho alebo programového multiplexora, kde sú zlúčené s dátovými tokmi doplnkových dátových služieb (napr. teletextu, podtitulkov a pod.). V praxi je obvykle video-kóder, audio-kóder a primárny multiplexor tvorený jediným zariadením nazvaným "DVB kódovač". Výstupný dátový tok (PS = Program Stream) primárneho multiplexoru resp. DVB kódovača je potom vedený do sekundárneho, tzv. transportného multiplexoru. Ten zlučuje dátové toky jednotlivých televíznych programov s dátovými tokmi doplnkových služieb, ako sú napr.: EPG (elektronický programový sprievodca), dátový karusel (interaktívne aplikácie) a pod. do jedného dátového toku, ktorému sa hovorí transportný tok (TS = Transport Stream). Dôležitou úlohou transportného multiplexora je vytvorenie servisných dát, ktoré identifikujú jednotlivé komponenty výsledného transportného toku. Bez týchto servisných dát, usporiadaných do tabuliek, ktorých je dosť veľa, by bol transportný tok len nekonečný súbor bitov, ktorý by nebolo už nikdy možné dekódovať naspäť. Digitálny multiplex, reprezentovaný transportným tokom, obsahuje v systéme DVB-T obvykle 4 až 6 televíznych programov podľa toho, aká kvalita reprodukcie je požadovaná. [7] Súhrnný dátový tok (multiplex), do ktorého sú jednotlivé programy (už v digitálnej podobe) následne zlučované a v rámci ktorého sú prenášané až ku koncovému príjemcu, môže mať len obmedzenú veľkosť. Tá je daná najmä šírkou frekvenčného pásma, ktorá je pre ňu vyhradená. Najčastejšie ide o kanály o šírke 8 MHz, na ktorých sa dosahuje prenosová rýchlosť až 24 Mbit/s. Obr.1.3 Prenosový kanál a multiplex DVB-T (zdroj: 7

17 Počet televíznych a rozhlasových programov, ktoré sa vojdú do jedného multiplexu, rovnako ako objem pridaných dát sprievodnej služby a aplikácie, nie je pevne daný, ale je možné ho navoliť. V praxi je potom konečný počet programov výsledkom konkrétnej voľby (toho subjektu, ktorý zostavuje výsledný dátový tok, tzv. multiplex). Táto voľba je vždy určitým kompromisom medzi snahou umiestniť do multiplexu čo najviac obsahov a požiadaviek na kvalitu jednotlivých programov. Výsledný kompromis je napokon ovplyvnený aj momentálnou úrovňou technológií, najmä kompresných a samozrejme tiež šírkou vyhradených frekvenčných kanálov. Subjekty, ktoré rozhodujú o obsahu (zložení) multiplexu, tak môžu voliť rôzne stratégie. Môžu napríklad dať prednosť TV programom a minimalizovať ďalší obsah (rozhlasové programy, dátové služby a aplikácie). Alebo to môžu urobiť naopak a dať viac priestoru napr. dátovým službám na úkor televíznych a rozhlasových programov. Dôležité je, že súhrnný dátový tok má charakter statického multiplexu. To znamená, že priestor vyhradený pre jednotlivé zložky (televízne a rozhlasové programy, dáta) sa môže meniť podľa potreby a to i za chodu. Je napríklad možné aj to, aby jeden televízny program, ktorý práve potrebuje prenášať nejakú detailnú scénu získal pre príslušný časový interval väčšiu kapacitu na úkor iného programu, ktorý práve nepotrebuje prenášať toľko obrazových detailov.[8] Okrem televíznych a rozhlasových programov môže multiplex obsahovať aj doplnkové dátové služby umožňujúce napr. interaktívne hlasovanie, webcasting alebo EPG (elektronický programový sprievodca), ale aj komunikačné služby ako SMS, zjednodušený prehliadač www stránok a . Problémom môže byť roztrieštenosť štandardov pre multimediálne služby. MHP ( Multimedia Home Platform) je zatiaľ zabudovaná len v minimálnom počte set-top boxov, čo zhoršuje predpoklady pre rozvoj interaktívnych služieb v rámci DVB-T. V rámci multiplexu je istá časť (jej veľkosť môže byť variabilná) prenosového kanálu vyhradená pre dáta, ktoré môžu, ale nemusia súvisieť s TV vysielaním. Prevádzkovateľ takto môže poskytovať divákom rôzne prídavné informácie buď jednorázovo, alebo cyklicky, podobne ako v prípade teletextu pri analógovej TV. V tomto prípade sa informácie ukladajú do pamäti, odkiaľ si užívateľ nalistuje tie, ktoré sú pre neho zaujímavé. Oproti klasickému teletextu budú mať stránky prenesené cez DVB-T dokonalejšiu grafiku a budú môcť obsahovať aj multimediálne správy. Keďže v jedinom prenosovom kanále je možné prenášať niekoľko (obvykle 5) digitálnych TV programov alebo kombináciu TV a rozhlasových programov, úspora frekvenčného spektra oproti analógovému vysielaniu je zrejmá. Susedné vysielače navyše 8

18 nemusia pracovať na rozdielnych kmitočtoch, aby nedochádzalo k vzájomnému rušeniu a interferenciám, naopak rovnaká frekvencia susediacich vysielačov môže byť pri určitých modeloch pokrytia výhodou (tzv. SFN - Single Frequency Networks). [4] Jednofrekvenčná sieť SFN (Single Frequency Network) V SFN sú všetky vysielače synchrónne modulované rovnakým signálom a vyžarujú na rovnakej frekvencii. Spôsobe viaccestnej kvalifikácie mnohofrekvenčného prenosového systémového (COFDM) spojenia viacerých vysielačov prichádzajú na prijímaciu anténu signály, ktoré môžu konštruktívne prispievať k súčtu hľadaného signálu. Avšak, SFN metóda obmedzuje vlastné rušenie od siete. Ak je signál od vzdialeného vysielača oneskorený viac ako pripúšťa ochranná prestávka, tak sa správa rovnako ako šum, hľadaný signál je skôr rušivým signálom. Intenzita takýchto signálov závisí na šíriacich podmienkach, ktoré sa menia v čase. Vlastné rušenie SFN pre danú vzdialenosť vysielača je zníženie výberom veľkej ochrannej prestávky. Je zrejmé, že nárast oneskorených signálov z vonkajšej ochrannej prestávky môže závisieť na úprave prijímača. Keď sa empirickým pravidlom redukuje vlastné rušenie na primeranú hodnotu, ochranná prestávka musí prepustiť signál šíriaci sa od dvoch vysielačov siete. Za účelom dodržať prebytok spôsobený znížením ochranných prestávok na nízkej rozumnej hodnote musia vo väčšine Európskych štátov existovať vykrývacie vysielače. Takto bol zavedený 8k-režim. Naproti tomu zmenšenie ochrannej prestávky vedie k väčšiemu počtu vysielačov. Pri SFN metóde je veľké pásmo zásobované spoločným multiplexom na rovnakej rádiovej frekvencii. Preto je frekvenčná efektivita SFN veľmi vysoká v porovnaní s MFN. Avšak, ak vezmeme do úvahy prítomnosť viacerých sietí je vhodný druhý signálový multiplexor, ktorý požaduje vzdialenejší rádio frekvenčný kanál. Počet kanálov potrebných pre medzinárodnú koordináciu je minimálne 4, v praxi je realizovaných 5 alebo 6. Štrbina pásma pokrývaním SFN je ľahko vyplnená pripojením ďalšieho vysielača mimo potreby ďalšej frekvencie. SFN metóda nie je účinná len frekvenčne, ale i výkonovo. Môže to byť vysvetlené vzhľadom k silným lokálnym výchylkám intenzity poľa od daného vysielača. Dohodnutie plánovania sietí a hlavne jednotlivých pozícii vysielačov, dosiahnutie spoločnej cesty spojitej prevádzky a významného zvýšenia percentuálnej hodnoty z umiestnení je v zhrnutí veľkého regulačného rozsahu spojených vysielačov a vo významnom zvýšení výkonu vysielača. Pri viacsmerovom vnímaní SFN siete, kde hľadaný signál pozostáva 9

19 z niekoľkých zložiek, signálov, z rôznych vysielačov, ktorých výchylky sú vo vzájomnom vzťahu, nedostatok intenzity poľa jedného vysielača je nahradený intenzitou od iného vysielača. Následkom tohto vyrovnávacieho efektu sú malé výchylky zo súčtu intenzity poľa. Preto SFN sieť môže použiť vysielač s menším výkonom. Výkonová efektivita SFN je dôležitá hlavne v okrajovom pásme daného vysielača a často sa nazýva sieťové zosilnenie Mnohofrekvenčná sieť MFN (Multiple Frequency Network) Bežný plán DVB-T siete pozostáva z vysielača s nezávislým signálovým spojením a samotného prijímača frekvencie. Preto tiež hovoríme o mnohofrekvenčných sieťach (MFN). Niekoľko vysielačov v jednej špeciálnej sieti je vhodnejšie ako jeden špeciálny vysielač. Za účelom spoľahlivého pokrytia oblasti jedným DVB-T signálom sú potrebné rádio-frekvenčné kanály. Počet kanálov závisí na mohutnosti prenosu, t.j. typu modulácie pridruženej k aplikovanému kanálu kódovej rýchlosti a na reálnom plánovaní (úplné pokrytie oblasti alebo len pokrytie husto zaľudnených priestorov). Frekvencia zdrojov vyjadruje, koľko kanálov je potrebných na dodanie signálu do miesta vysielačov, ktoré sú vzdialené viac v MFN sieťach ako v jednofrekvenčných sieťach (SFN). Závisí na používanom frekvenčnom pásme analógovej televízie, koľko DVB-T vysielačov môže byť pridaných, aby nedochádzalo ku ovplyvňovaniu existujúcich služieb. Vysielač MFN nemá riadiaci zákon o synchrónnom vysielaní. Preto nie je nevyhnutná koordinácia medzi vysielačmi. Inštalácia lokálnej alebo regionálnej služby je spôsobom MFN jednoduchšia oproti SFN. V SFN nie je možné poskytnúť zvláštnu službu pre jednu časť spoločne pokrývanej oblasti. Regionálne služby môže pri SFN spôsobe používať iba málo vysielačov. V spôsobe efektívneho pozemného šírenia sa prijímaný výkon mení so vzdialenosťou od miesta vysielača a v malom rozsahu aj s časom. Pri realizovaní úplného pokrytia pásma s prekrývaním záujmových oblasti zo susedných vysielačov, všetky spojenia vysielačov musia vykazovať rovnaký útlm v danom mieste prekrývaného pásma. Takto si prijímač môže vybrať silný signál Modulácia COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex) Systém DVB-T sa spolieha na štandardné vysielacie frekvencie, využíva však špeciálnu modulačnú metódu, ktorá sa nazýva COFDM (Ortogonálny frekvenčne delený multiplex s konvolučným kódovaním jednotlivých nosných frekvencií) a ktorá poskytuje podporu viacerých kanálov, a vynikajúci príjem signálu. Modulácia COFDM je dôležitá, 10

20 pretože bola navrhnutá na elimináciu efektu viacerých ciest, ktorý sa často vyskytuje pri analógovej televízii, ako aj širokým rozsahom oneskorení medzi prijímanými signálmi. Toto vedie na spôsob jednofrekvenčných sietí, v ktorých veľa vysielačov vysiela rovnaký signál na rovnakej frekvencii a vytvára umelú multicestu. COFDM si tiež vie dobre poradiť s ortogonálne kódovaným kanálovým úzkopásmovým rušením, ktoré môže byť zapríčinené nosnými frekvenciami v skutočných analógových službách. Obr.1.4 Viaccestné šírenie signálu (zdroj: V pozemských kanáloch dochádza k interferenciám vznikajúcim vplyvom prekrývania signálov od rôznych vysielačov, odrazom (vplyvom viaccestného šírenia signálov) a v prípade mobilného príjmu i k Dopplerovým javom. Na prijímače sa teda v oblasti pokrytia dostáva súčet rôznych elementárnych signálov, vrátane pôvodného signálu, jeho oneskorených replík a kanálového šumu. Oneskorené signály vznikajú vplyvom odrazov od terénu (hory, stromy, budovy ) a pohyblivých objektov (automobily, lietadlá ). V prípade, že sa objekty nepohybujú, kanálová odozva bude konštantná. Ak je prenášaný signál úzkopásmový, vplyvom tlmenia v určitých častiach frekvenčného pásma klesá - dochádza k jeho degradácii, úniku celého spektra. Na druhej strane, v prípade, že existuje nejaký pohyb (automobilov, priestorových objektov ), relatívna dĺžka a tlmenie signálu z rôznych prijímaných ciest budú v tomto čase nadobúdať rôzne hodnoty. Kvalita úzkopásmového signálu sa bude meniť, pretože maximá a minimá frekvenčnej odozvy sa posúvajú. Dochádza tiež k zmenám fázovej odozvy, čo sa obzvlášť prejaví v systémoch využívajúcich fázu ako prenosový prostriedok. Pri širokopásmových signáloch pôsobia interferencie v niektorých častiach spektra konštruktívne (zvyšuje sa úroveň signálu), zatiaľ čo v iných deštruktívne (úroveň signálu klesá). 11

21 Predpokladajme, že je nosná modulovaná digitálnou informáciou. Počas každého signálu prenášame nosnú s okamžitou hodnotou fázy a amplitúdy. Vplyvom oneskorenia dochádza k vzniku intersymbolových interferencií (ISI- Inter-symbol interference). Aby sme predišli vplyvu oneskoreného signálu, musíme zmenšiť symbolovú rýchlosť a to tak, aby celkový rozptyl oneskorenia (medzi prvou a ďalšími prijímanými cestami) bol iba nepatrnou časťou periódy symbolu. Informácia, ktorá môže byť prenášaná jednou nosnou, je teda obmedzená prítomnosťou viaccestného šírenia. Obmedzeniu tohto druhu možno predísť rozdelením vysokorýchlostného dátového toku na väčší počet nízkorýchlostných paralelných tokov, z ktorých každý je prenášaný vlastnou nosnou. Inými slovami frekvenčným multiplexovaním dátového toku (FDM). Ďalšie časti signálu, prenášané v ovplyvnených sub-pásmach, možno obnoviť v prípade, že sme použili ochranné kódovanie. Charakteristiky prenosového kanála nie sú v čase konštantné. Avšak v určitom intervale sú kanálové prenosové charakteristiky stabilné. Základnou myšlienkou bolo využiť kanál počas týchto sekvenčných časových intervalov. OFDM modulácia počíta s rozdelením prenosového kanála, a to v dvoch úrovniach, v časovej (na malé spojité časové segmenty) a frekvenčnej (na niekoľko úzkych subpásiem). Obr.1.5 Rozdelenie prenosového kanála Každý frekvenčný/časový úsek sa používa pre prenos niekoľkých sub-nosných kmitočtov ( v móde 2k na 1705 nosných a v systéme 8k na 6817 nosných). Počas každej periódy časového segmentu sú sub-nosné kmitočty modulované niekoľkými bitmi kódovaných dát. Ich počet závisí od použitej modulácie, konkrétne je daný logaritmom (so základom 2), počtu stavov modulácie (čomu zodpovedajú 2 bity ak použijeme 4QAM, 12

22 4 bity pri 16QAM, 6 bitov pri 64QAM). Skupina sub-nostných kmitočtov počas časového segmentu sa nazýva OFDM symbol. Aby sa predišlo interferenciám vo vnútri OFDM symbolu (tzv. inter-carrier interference), subnosné kmitočty sú rozmiestnené ortogonálne, to znamená, že časový interval medzi nimi je nepriamo úmerný dĺžke trvania symbolu. Pretrvávajúcim problémom sú intersymbolové interferencie. Aby sme im predišli, medzi každý OFDM symbol vkladáme ochranný interval. Obr.1.6 OFDM symbol Počas trvania periódy ochranného intervalu majú prijímače ignorovať prijímaný signál. Podobne ako ochranné kódovanie, ochranný interval znižuje prenosovú kapacitu kanála. Ochranné kódy nie sú schopné korigovať dlhé sekvencie poškodených bitov. V prípade, že v susedných frekvenčných sub-pásmach dochádza k úniku, spojité dátové bity možno rozptýliť do vzdialenejších sub-nosných. Tento proces sa nazýva frekvenčný interleaving a je znázornený na nasledujúcom obrázku. Obr.1.7 COFDM modulácia 13

23 Na predchádzajúcom obrázku je znázornený úplný proces COFDM modulácie. Digitálne dáta sú najskôr kódované konvolučným (ochranným) kódom, potom sa medzi zabezpečené dáta vloží ochranný interval. Nakoniec sa použitím algoritmu frekvenčného interleavingu mapujú zhluky dát na blízko seba rozmiestnené, subnosné. [9] V sieti typu SFN všetky vysielače pracujú na tej istej frekvencii a sú fázovo synchronizované. Signály, ktoré prichádzajú z rôznych vysielačov s relatívnym časovým oneskorením, väčším ako je ochranný interval, si spôsobujú vzájomné rušenie. Preto dĺžka ochranného intervalu v SFN sieti determinuje maximálnu vzdialenosť vysielačov. Teoreticky stačí jedna frekvencia, aby sa mohol šíriť programový paket 4 až 6 TV programov. Tab.1.1 Parametre 2k a 8k pre DVB-T Parametre 2k a 8k OFDM pre DVB-T Režim 8k 2k počet nosných frekvencií použiteľný čas [µs] odstup nosných [Hz] šírka pásma [MHz] 7,61 7,61 ochranný interval 1/4 1/8 1/16 1/32 1/4 1/8 1/16 1/32 čas ochranného intervalu [µs] trvanie symbolu [µs] maximálna vzdialenosť 67,2 33,2 16,8 8,4 16,8 8,4 4,2 2,1 vysielačov v SFN [km] Pretože príspevky vysielačov sa v prijímači spočítavajú, je možné s malým počtom vysielačov zabezpečiť pokrytie signálom aj pre topograficky náročné oblasti. DVB-T predpokladá pre systém 2k, ako aj pre systém 8k rozdielne dlhé ochranné intervaly. Do úvahy prichádzajú časti od ¼ do 1/32 využiteľnej periódy. Pritom principiálne platí, že dlhší ochranný interval poskytuje vyššiu imunitu voči viaccestnému príjmu a pri SFN sieti dovoľuje väčšie vzájomné odstupy vysielačov. Prieskumy ukazujú, že pre synchrónne siete s odstupom vysielačov až do 67 km, ako je dnes pri základných vysielačoch bežné, pripadá do úvahy len mód 8k. Hoci je DVB-T podobne ako DVB-C dimenzovaná hlavne na prenos v 8 MHz kanále, nedosiahne dátová rýchlosť pri pozemskom vysielaní s moduláciou 64QAM hodnotu 38 Mb/s, ktorá sa obvykle používa v káblovej sieti. Podstata je v tom, že DVB-T používa prídavnú vnútornú chybovú ochranu (FEC) s ochranným intervalom. V praktickej prevádzke sú pri DVB-T použiteľné dátové rýchlosti do 24 Mb/s. Tým sa dá v jednom kanále prenášať 4 až 6 programov v kvalite SDTV alebo 10 až 15 programov v 14

24 kvalite VHS. O VHS kvalite však nemožno uvažovať vzhľadom na zvýšené požiadavky užívateľov na kvalitu obrazu. [10] 1.3 Situácia DVB T na Slovensku, Českej republike v Európe a vo svete Pilotný projekt pozemného digitálneho televízneho (a rozhlasového) vysielania DVB-T beží na strednom a východnom Slovensku už od októbra 2004 a od septembra 2005 aj v Bratislave a okolí. Prvé pokusné vysielanie DVB-T na Slovensku sa uskutočnilo už v Bratislave pod záštitou Výskumného ústavu spojov a skupiny nadšencov. Keďže sa však nepodarilo nájsť v štátnom rozpočte prostriedky na financovanie pilotného projektu, experiment bol ukončený. V skúšobnom vysielaní DVB- T signálu sa pokračovalo až v roku V druhom polroku 2006 by malo DVB-T prejsť do režimu reálnej prevádzky a o 6 rokov neskôr sa plánuje vypnúť posledný analógový TV vysielač. Slovensko, tak ako ostatné krajiny EÚ, sa totiž zaviazalo, že najneskôr do roku 2012 prejde na digitálne vysielanie. Väčšina štátov, vrátane ČR, pritom plánuje analógové vysielanie ukončiť už do roku V súčasnosti v rámci pilotného projektu zabezpečujú digitálne televízne vysielanie Rádiokomunikácie, o.z. Slovak Telecomu a.s. (v Bratislave, Banskej Bystrici, vo Zvolene a v priľahlých oblastiach) a Telecom Corp. s.r.o, správca vysielacej siete TV JOJ (v Košiciach a v Prešove). [4] V Českej republike sa digitálna televízia rozvíja už od roku 1997, odkedy sa používa družicové digitálne vysielanie na distribúciu televíznych programov k pozemským TV vysielačom. Dňa dala Rada ČR pre rozhlasové a televízne vysielanie súhlas na experimentálne vysielanie DVB-T dvom spoločnostiam, a to Českým Radiokomunikacím, a.s. a spoločnosti Czech Digital Group, a.s (predtým Czech DVB Group, a.s.). České Radiokomunikácie začali ako prvé experimentálne vysielanie jedného multiplexu z dvoch vysielačov na kanále K25 v oblasti Prahy dňa Czech Digital Group, a.s. začal vysielať na kanále K46 koncom júna 2000 z troch vysielačov, taktiež v oblasti Prahy. Statický multiplex, ktorý České Radiokomunikácie prevádzkujú, umožňuje zlepšiť kvalitu technických parametrov signálu. České Radiokomunikácie vo svojom multiplexu prevádzkovali interaktívne služby a ako jediné experimentovali s digitálnym rozhlasovým vysielaním v systéme T-DAB (Terrestrial-Digital Audio Broadcasting) a DRM (Digital Radio Mundial). Súčasne sa České Radiokomunikácie podieľajú na vývoji Dopravného informačného systému RDS-TMC, ktorý má pracovať na platforme rozhlasového vysielania. 15

25 15. júla 2004 napokon Český telekomunikačný úrad Českým rádiokomunikáciam pridelil vybrané frekvencie, ktoré spoločnosti umožňuje vybudovať digitálnu sieť pre digitálne televízne vysielanie v systéme DVB-T. V októbri 2005 spoločnosť České Rádiokomunikácie začala riadne DVB-T vysielanie v oblasti Prahy a od februára 2006 v Brne, Ostrave a v okolí týchto miest. Od októbra 2005 do konca júna 2007 je hlavným cieľom odštartovať úspešné pravidelné televízne vysielanie prostredníctvom maximálneho využitia existujúcich prechodných sieti (v ďalšom období postupne celoplošných), zaistenie digitálneho vysielania na čo najväčšom území, otvorenie trhu pre nových prevádzkovateľov vysielania a zahájenia vypínania analógového vysielania. Od júla 2007 do septembra 2009 resp. októbra 2010 sa bude rozvíjať dostupnosť digitálneho vysielania a zároveň bude paralelne prebiehať analógové vysielanie, ktoré bude postupne v jednotlivých oblastiach vypínané. V Európe bol systém DVB-T začiatkom roka 2001 už v trvalej prevádzke vo Veľkej Británii ( ), Švédsku ( ), Španielsku (2000) a Nórsku (2000). V roku 2001 začalo pravidelné vysielanie DVB-T vo Fínsku. V súčasnosti beží vysielanie DVB-T v Nemecku, Francúzsku, Holandsku, Taliansku, Portugalsku, Španielsku, Belgicku, Švajčiarsku. V mnohých ďalších krajinách sú v prevádzke pilotné projekty. Názory na ciele zavedenia digitálneho vysielania sa podľa konkrétnej situácie v krajinách líšia. V štátoch s vysokou hustotou káblovej televízie sa kladie dôraz na prenosný, resp. mobilný príjem. Inde je cieľom zvýšenie počtu programov a zavedenie ďalších služieb (najmä interaktívnych). V neposlednom rade sa očakáva aj zvýšenie kvality obrazu (najmä v miestach s členitým terénom a zástavbou). Väčšina štátov zatiaľ presne neurčila dátum úplného ukončenia analógového vysielania. Všeobecne sa však predpokladá, že tento proces bude prebiehať v rokoch 2008 až 2015 (Fínsko plánuje ako prvé v roku 2007 úplne vypnutie analógového vysielania). V prechodnom období predpokladajú určitú časovo limitovanú paralelnú prevádzku starého a nového spôsobu vysielania. Aby mohlo byť analógové vysielanie vypnuté, musia byť na to vytvorené predpoklady. Napríklad podľa ministerstva kultúry Veľkej Británie musia byť splnené nasledujúce kritériá: náklady na digitálny príjem verejnoprávnych programov musia byť únosné pre väčšinu obyvateľstva, 16

26 digitálne pokrytie obyvateľstva z družíc, z pozemských vysielačov a káblovou televíziou by malo byť aspoň 95%, počet domácností s digitálnym príjmom by mal byť väčší ako 70%. Vo Veľkej Británii je v súčasnosti v prevádzke 6 sietí vysielačov (t.j. 6 multiplexov) v približne 80 lokalitách. Jednotlivé multiplexy sú licencované. Operátorom štyroch z nich je spoločnosť CCI, ďalšie dva prevádzkuje spoločnosť NTL. Ceny digitálnych prijímačov sú dotované. Vo Švédsku sú v prevádzke 3 multiplexy, ktoré po technickej stránke prevádzkuje Teracom. O digitálne vysielanie prejavili veľký záujem mnohí (najmä regionálni) vysielatelia. Preto vláda rozhodla o začatí výstavby štvrtej siete vysielačov. V Španielsku je signálom DVB-T pokrytých 58 % populácie. V prevádzke je 8 zo 14 plánovaných programov. Prevádzkovateľom služby je spoločnosť ONDA digital. dátum spustenia prevádzky oznámený alebo už v prevádzke (4) štádium frekvenčného plánovania alebo skúšobnej prevádzky (19) s DVB-T uvažujú (3) Obr.1.8 Situácia DVB-T v Európe V USA bol na pozemské digitálne TV vysielanie vyvinutý systém ATSC. Ku dňu v tomto systéme vysielalo 122 televíznych staníc v 48 oblastiach, čo pokrýva 62 % obyvateľstva. Japonsko sa rozhodlo pre vlastný systém s názvom ISDB. Mnohé ďalšie štáty mimo územia Európy si zvolili európsky systém DVB-T. Medzi ne patrí napríklad aj Austrália. Nasledovný obrázok zobrazuje stav zavádzania DVB-T, resp. konkurenčných systémov ATSC a ISDB. [11] 17

27 Obr.1.9 Stav zavádzania DVB-T vo svete (zdroj: 1.4 Výhody DVB-T Digitálna televízia ponúka užívateľovi (divákovi) viacero výhod: - vysoká kvalita digitálneho obrazu bez nežiaducich ruchov a šumov - odstránenie chýb obrazu - pruhy a odrazy - zvýšenie počtu vysielaných programov - stereo, prípadne viackanálový zvuk (pre domáce kino) v CD kvalite - vysoká stabilita, spoľahlivosť a zjednodušenie celého systému, úspora financií, kedy k celkovému príjmu postačí i jediná, jednoduchá anténa, ktorá nahradí anténny stožiar s niekoľkými anténami pri súčasnom analógovom TV vysielaní - v miestach s dobrým príjmom postačia i najjednoduchšie prútové antény (možnosť sledovania TV v aute a podobne) - možnosť pripojenia prijímača do terajšieho anténneho systému, to znamená, že vo väčšine prípadov i s terajšími anténami nie je potrebné nič robiť - obrovské možnosti do budúcnosti - interaktívnosť, vyššie rozlíšenie, nové funkcie a možnosti televízie - ekologické výhody - pre vysielač desatina spotreby elektrickej energie než pre vysielač analógový - zníženie potrebného výkonu vysielačov - úspora frekvenčného spektra [12] 18

28 1.5 Technológia DVB-S DVB-S (Digital Video Broadcasting for 11/12 GHz Satellite Services) je otvorený štandard pre vysielanie a príjem digitalizovaného zvuku, videa a dát prostredníctvom satelitu s využitím technológie MPEG-2. DVB-S je špecifikovaný ako norma ETSI v dokumente EN Digitálne družicové systémy, ktorý bol prvýkrát zverejnený v roku V súčasnej dobe je to najrozšírenejší spôsob digitálnej distribúcie televíznych a rozhlasových signálov. [13] Prenos družicového vysielania je charakteristický: - veľkým útlmom signálu v prenosovom kanály spôsobeným obrovskou vzdialenosťou medzi vysielacou anténou na družici a prijímacou anténou na zemskom povrchu (pre geostacionárny orbit je to cca km) - nízkym vyžiareným výkonom - zanedbateľným vplyvom signálových odrazov (tzv. viacnásobného príjmu) - veľkou šírkou pásma prenosového kanála To umožňuje uplatniť multikanálové služby v jednom kanály v základnej úrovni/profilu štandardu MPEG-2 prenášať niekoľko štandardných televíznych programov s odpovedajúcimi stereofónnymi zvukovými doprovodmi (prípadne vo vyššej úrovni 1 program HDTV High Definition Television televízia s vysokou rozlišovacou schopnosťou) a aj niekoľko nezávislých rozhlasových stereofónnych programov v Hi-Fi kvalite. Používa sa kvadratúrna fázová modulácia QPSK. Pomocou tejto modulácie môže jeden transpondér (kanálový vysielač) družice so šírkou pásma napr. 27 MHz vysielať dátový tok prenosovou rýchlosťou až 30 Mbit/s. [14] Obr.1.10 DVB-S (Satelitné vysielanie) 19

29 1.6 Technológia DVB-C Tento spôsob distribúcie televíznych a rozhlasových signálov už bol štandardizovaný európskou normou Digitálne káblové distribučné systémy. Televízne kanály káblových rozvodov majú obvykle rovnakú šírku kmitočtového pásma ako televízne kanály pozemného vysielania. Prenosový kanál je charakteristický malým skreslením a nízkou úrovňou šumu a rušenia užívateľ aj pri nižšom odstupu šumu od signálu vidí stále dobrý obraz (čo u klasického analógového vysielania by už videl obraz dosť narušený); pokiaľ je šum už príliš silný, obraz celkom vypadne. Určitou nevýhodou DVB-C sú nároky na kvalitu siete, kedy napríklad odrazy v sieti môžu spôsobiť rušenie obrazu a výpadky. Pre technológiu DVB-C bola zvolená ako digitálna modulačná metóda QAM (Quadrature Amplitude Modulation kvadratúrna amplitúdová modulácia), najčastejšie QAM64, čo umožňuje v jednom pásme 8 MHz prenášať cca 30 Mbit/s, využiteľných pre 6-12 programov v závislosti na dátovom toku. [15] Obr.1.11 DVB-C (Káblový prenos) 1.7 Technológia DVB-H Rodiaci sa štandard digitálneho televízneho vysielania pre mobilné telefóny, PDA, vreckové počítače atd. sa nazýva DVB-H (Digital Video Broadcasting for Handheld devices - Digitálne vysielanie video signálu pre mobilné zariadenia). V novembri 2004 bol prijatý Európskym inštitútom pre normalizáciu v telekomunikáciách (ETSI) ako EN Umožňuje efektívny prenos multimediálneho obsahu do mobilných zariadení. Okrem televíznych programov sa počíta aj s vysielaním ľubovoľných sprievodných dát. Technológia DVB-H je založená na už existujúcej technológii DVB-T a na báze internetového protokolu. Môže sa šíriť z rovnakých vysielačov ako DVB-T. Objemový 20

30 tok je podstatne menší ako u DVB-T, na jeden TV program s rozlíšením bodov pripadá prenosová rýchlosť 384 kbit/s. Preto je možné vložiť do DVB-T multiplexu niekoľko TV programov pre DVB-H, a to namiesto jedného DVB-T programu (ktorý zaberá niečo medzi 3 až 6 Mbit/s). Cieľom všetkých príslušných štandardov je umožniť poskytovanie mobilnej TV na mobilné telefóny tak, aby umožnili čo najväčšiu mobilitu, výdrž batérie mobilu a čo najväčšiu kvalitu obrazu a zvuku. [16] 2 MPEG-2 kódovanie 2.1 Charakteristika MPEG-2 Normu MPEG vyvinulo zoskupenie Motion Pictures Expert Group, organizácia filmových a video profesionálov a bola ustanovená ako priemyselná norma. Je to štandard pre digitálnu kompresiu, ukladanie a prenos pohyblivých obrázkov (videa). Existuje niekoľko verzií štandardu MPEG. MPEG-1 je hlavne používaný v multimediálnych CD, avšak kvalita obrazu tohto štandardu je porovnateľná iba s úrovňou VHS záznamu. Podstatne lepšie vlastnosti v tomto smere má štandard MPEG-2, ktorý dosahuje kvalitu porovnateľnú s kvalitou televízneho vysielania. MPEG-2 je výborný formát pre distribúciu, ale je málo vhodný pre priame nahrávanie a editáciu videa. MPEG-2 používa kompresnú schému ako intra-frame (snímková kompresia), tak aj inter-frame (medzisnímková kompresia). Typ intraframe kompresie, ktorú MPEG-2 používa, spočíva v sledovaní pohybu častí obrazu v snímkach a zaznamenávaní týchto zmien. V MPEG-2 sa videosekvencia skladá z tzv. I,P a B snímkov. I znamená intra-frame snímok. Je to indexový snímok a je podobný snímku z DV videa. P snímok je predicted a je vypočítaný z predchádzajúcich snímkov. B je snímok bi-directional vypočítaný nielen zo snímkov predchádzajúcich, ale aj zo snímkov nasledujúcich. Najviac dát treba pre snímok I, snímok P je mnohonásobne menší, jeho veľkosť môže byť aj desatina snímku I a najmenší je B snímok. Hlavnou črtou štandardu MPEG-2 je spracovanie televízneho obrazu s prekladaným riadkovaním a z toho plynúce úpravy vo všetkých troch hlavných pracovných postupoch. Prvým je predikačné kódovanie pomocou vektorov pohybu. To 21

31 odstraňuje zo signálu nadbytočné časovo nepremenné informácie. Druhou časťou je dvojrozmerná diskrétna kosínusová transformácia, ktorá má s kvantovaním hlavný podiel na odstránení nepodstatných obrazových detailov. Tretia časť je kódovanie s premenlivou dĺžkou slova. MPEG kóder je zložený ako stavebnica umožňujúca, rôznym zložením kódovacích metód, použiť štandard pre rôzne účely. Na vstup kódera prichádza číslicový signál PCM. Pre obvody predbežného spracovania treba signál upraviť na formát 4:2:0 z formátu 4:2:2. Formátový prevod sa uskutočňuje filtráciou a decimáciou (podvzorkovaním). Do vstupných obvodov pre predbežné spracovanie patrí tiež obvod pre premiestnenie snímkov v stanovených skupinách snímkov I,P,B. Vo vstupných obvodoch sa premiestňujú vzorky do makroblokov a blokov. Jeden makroblok pre formát 4:2:0 má 6 blokov. Zloženie makroblokov s rozdelením na bloky je u prekladaného riadkovania dvojakého druhu, čo je dôležité ako pre predikačné obvody a odvodzovanie vektorov pohybu, tak aj pre transformačné kódovanie DCT. Prichádzajúce polsnímky môžu vytvoriť štvoricu jasových blokov tak, že sa v nich striedajú riadky nepárnych s riadkami párnych polsnímkov. Tým sa vytvorí makroblok s progresívnym riadkovaním. To platí pre jasovú aj chrominančnú časť. Obr.2.1 Rozdelenie makrobloku na bloky na základe celého úplného snímku 22

32 Druhý spôsob prevádza riadky nepárnych polsnímkov do jednej časti (hornej) makrobloku s rozmerom 16x8 (2 bloky) v jasovom signále a riadky párnych polsnímkov do druhej (dolnej) časti. Pri farbových zložkách sú to vždy 2 bloky 8x4 z rôznych polsnímkov. Obr.2.2 Rozdelenie makrobloku na bloky na základe polsnímkov Pri MPEG-2 prekladané riadkovanie predikciu značne komplikuje, rozširuje počet a spôsoby voľby referenčných makroblokov a určenie vektorov pohybu. Predikciu je možné určovať v celosnímkovom alebo polsnímkovom móde. Pri celosnímkovom móde sú obidva polsnímky patriace rovnakému snímku určené ako rovnaký typ I, P, B. Pretože obidva polsnímky patriace rôznemu časovému obdobiu vytvárajú pre celosnímkovú predikciu jeden makroblok so súčasným striedaním nepárnych a párnych riadkov, obsahuje tento spôsob chybu pri vodorovne sa pohybujúcich zvislých hranách obrazu. Preto sa tento spôsob hodí len pre statické obrazy. V polsnímkovom móde sú obidva polsnímky, t.j. obidve časti rozdeleného makrobloku považované za samostatne kódované ako snímky I, P, B. V každom polsnímku sa predikcia prevádza samostatne. Tento mód sa hodí pre pohyblivé obrazy. Pokiaľ pracujeme s obrazom RGB, používame rovnaký počet bitov pre uloženie troch farebných zložiek. Ak však pracujeme s YCC, kde sa prenášajú farbové a jasové zložky oddelene, 23

33 môžeme využiť vlastnosti ľudského oka, ktoré má vyššiu citlivosť na zmenu jasu než na zmenu farby. Miesto toho, aby sa zo zložiek YCC ukladali všetky informácie, stačí uložiť len polovicu informácií o farbe, informáciu o jase ukladáme celú. To je farebná kompresia 4:2:2, čo znamená, že každé štyri vzorky obsahujú iba dve vzorky každého farebného signálu. Signál YCC môže byť tiež komprimovaný metódou farebného vzorkovania 4:2:0 (pre systém PAL). Systém 4:2:0 spočíva v tom, že každé dve riadkové informácie jasu používajú spoločný riadok farieb v kompresii 4:2:2, čím je farebné rozlíšenie znížené na polovicu ako vo vertikálnom, tak aj v horizontálnom smere. Farbová informácia je teda štvrtinová oproti pôvodnej. [17] Obr.2.3 Vzorkovanie farieb 24

34 3 Popis obvodov pre spracovanie DVB-T signálov 3.1 Hybridný VHF/UHF DVB-T tuner Philips TD 1316 AF TD 1316AF je tuner tretej generácie určený pre príjem digitálnych televíznych terrestriálnych signálov vysielaných podľa normy ETS a analógových televíznych kanálov európskych noriem. Kanálový volič je ladený systémom frekvenčnej syntézy s možnosťou voľby šírky kroku pri ladení frekvenčného rastra. Medzifrekvenčná sekcia používa integrovaný zmiešavač - oscilátor. Oscilátor obsahuje fázovú slučku PLL. Referenčnú úroveň pre ladiacu časť zabezpečuje 4 MHz oscilátor riadený kryštálom. Kanálový volič má dva medzifrekvenčné výstupy, jeden je široko pásmový medzifrekvenčný výstup, druhý úzko pásmový medzifrekvenčný výstup. Úzko pásmový medzifrekvenčný výstupný obvod obsahuje PAV filter a riadený zosilňovač pre kompenzáciu útlmu signálu pri prechode cez PAV filter. Úzko pásmový medzifrekvenčný výstup je diferenčný s minimálnou úrovňou výstupu 1Všš a môže byť pripojený na ďalší PAV filter alebo vstup A/D prevodníka pre OFDM demodulátor. Úroveň zosilnenia riadia 2 slučky AVC (RF AGC control a IF-AGC control). Riadiace napätia sa vytvárajú v obvodov analógového demodulátora a digitálneho demodulátora, podľa veľkosti napätia spracovávaného signálu. Zabezpečujú správnu úroveň signálu v kanálovom voliči pri rôznych vstupných úrovniach, prípadne meniacej sa úrovni vstupného signálu na vstupe kanálového voliča. Funkčne tuner obsahuje tieto základné časti: - vstupný zosilňovač s reguláciou zosilnenia vf-avc - 3 selektívne zosilňovače, zvlášť pre každé televízne pásmo - 3 riadené oscilátory - zmiešavač - referenčný oscilátor - menič z 5V na 33V - výstupný medzifrekvenčný obvod - integrovaný PAV filter - riadený medzifrekvenčný zosilňovač 25

35 Súhrn vlastnosti: - tuner s vysoko integrovaným čipom a dvoma slučkami AVC - možnosť voľby deliacich kmitočtov pre všetky televízne pásma - iba jedno +5V napájanie (zabudovaný menič pre 33V napätie) - mechanické prevedenie pre vertikálnu a horizontálnu montáž - interný napájací zdroj antény cez vstupný konektor - vyhovuje európskym štandardom EN55013 a EN nízky šum a vysoká citlivosť - ovládanie cez I 2 C zbernicu - kompatibilný s 400kHz zbernicou - programovateľná šírka ladiaceho kroku (50,62,5 a 166,67 khz) - interná AVC slučka s nastaviteľným bodom (pomocou I 2 C zbernice) - externé AVC je možné so zablokovanou internou slučkou - 4MHz referenčný výstup - integrovaný filter PAV a medzifrekvenčný zosilňovač - medzifrekvenčné zosilnenie ovládateľné vo veľkom rozsahu - prepínateľná šírka pásma kanála 7/8 MHz cez I 2 C zbernicu - pevný 8MHz PAV filter (len UHF časť ) - symetrický digitálny medzifrekvenčný výstup (úzko pásmový) - širokopásmový analógový výstup - štandardné vstupné IEC konektory [18] 3.2 Demodulátor STV0360 Obvod STV0360 je jednočipový COFDM demodulátor ktorý vykonáva spracovanie OFDM signálov na MPEG-2. Je určený pre digitálne terrestriálne prijímače, pre komprimované video, zvuk a dáta signály. Čip realizuje všetky funkcie od výstupu VF signálu tunera až po MPEG-2 stream výstup. Je plne kompatibilný s DVB-T špecifikáciou (ETS ) a spracúva 2K/8K módy. Obsahuje A/D prevodník, ktorý dodáva signály pre spracovanie 64 QAM nosných v priamej VF vzorkovacej architektúre, nepotrebuje externý konvertor. Čip rovnako poskytuje 1 kohm výstupný obvod pre prispôsobenie vstupnej impedancie. 10 bitový AD prevodník indikuje úroveň VF signálu, nepotrebuje externé komponenty, ak sa používajú širokopásmové AVC tunere. K všetkým nemodulačným a FEC funkciám /korekcia chýb/ potrebným na získanie QAM modulovaného streamu bitov, obvod obsahuje niekoľko funkčných 26

36 blokov, ktoré poskytujú jednoduchý a okamžitý prístup k rôznym parametrom monitorujúcim kvalitu a stav zablokovania. Obvod STV0360 obsahuje obvod oneskoreného AVC, obsahuje bezšumovú I 2 C zbernicu, ktorá je určená na ovládanie tunera. Generuje MPEG-2 stream s korekciou chyb a dodržuje DVB podmienený interfejsový formát s programovateľnou dátovou hodinovou frekvenciou. Rovnako spolupracuje s paketovými demultiplexormi zakomponovanými v rade STi55xx Duálny ovládací bod AVC Obvod STV0360 ma dva výstupy pre automatickú reguláciu zosilnenia (AVC), jeden pre reguláciu tunera (AVC1) a druhý pre reguláciu zosilnenia medzifrekvenčného stupňa (AVC2). AVC napätia sú filtrované jednoduchým dolnopriepustným filtrom. Pomocou dvoch napätí AVC je riadené zosilnenie tunera, aby sa dosiahla výborná citlivosť a prebuditeľnosť. Pre signály s nižšou úrovňou signálu pracujú oba AVC1 a AVC2, ale AVC2 je dominantný. Bod prevzatia je programovateľný a definovaný nastavením úrovne na AVC2. Odozva slučky je užívateľský programovateľná a ovláda všetky AVC úkony, vstupná referenčná úroveň je rovnako programovateľná. AVC1 a AVC2 pomery môžu byť nastavené na minimálne a maximálne hodnoty. Môžu byť zmrazené nezávislé softwarovým ovládaním alebo automaticky pri detekcii AVC zablokovania cez STV0360. Pomer pôsobenia AVC1 a AVC2 napätia je užívateľský definovaný. Dvojitý AVC obvod funguje nasledovne: - Pre signály s nižšou úrovňou RF signálu je potrebný relatívne široký rozsah AVC. Ak tuner pracuje lepšie na stabilnom zosilnení, AVC1 je stabilizovaný programovo na maximálnu hodnotu a AVC2 je nastavený na korektnú úroveň signálu vhodnú pre vstupné obvody prevodníka STV Pre signály s vyššou RF úrovňou signálu celkové zosilnenie musí byť malé a pôsobenie AVC2 nie je postačujúce pre tieto úrovne, zosilnenie VF je tvorené rozdielom AVC 1 a AVC2. Hranica medzi týmito dvoma operačnými zónami je užívateľský definovaná. Hranica je známa ako bod prevzatia. Bod prevzatia je programovateľný cez vnútorný register AGC2TH. Pod bodom prevzatia, keď obe AVC1 a aj AVC2 sú aktívne, distribúcia úloh medzi AVC1 a AVC2 je ovládaná užívateľom cez register AGCR. 27

37 Obr.3.1 AVC úroveň riadenia Sériový výstupný interfejs Sériový tok bitov je prístupný na D7, kde MSB je prvý štartovací byte pre rekonštrukciu originálnej postupnosti. Ak RS0=0 (register RS), paritové bity sú výstupné. Ak RS0=1 dáta sú nulované počas paritného času slotov. STR_OUT je na vysokej úrovni len počas trvania prvého bitu každého paketu /pri paralelnom móde počas prvého bytu/. ERROR má tú istú funkciu ako v paralelnom móde. CLK_OUT sú sériové bitové hodiny. Sú odvodene buď z hlavných hodín, alebo z podielu hlavných hodín. Všetky výstupy sú synchronizované na hlavnú nábežnú hranu hodín. D0, STR_OUT, D/P a ERROR môžu byt správne vzorkovane zostupnou hranou CLK_OUT, ak RS1=0 alebo nábežnou hranou CLK_OUT, ak RS1=1. Tieto hodiny pracujú nepretržite, dokonca aj počas paritných dát, nezáväzné na hodnote RS0. Prvý bit detekovaný v platnom pakete môže byt dekódovaný, ak je nájdený na príslušnej hrane CLK_OUT, kde STR_OUT=1, ERROR=0, D/P=1. Nasledujúce bity vyžadujú potvrdenie D/P (počas D/P=1). Výstupy D0-D6 zostávajú vo vysokej impedancii v sériovom móde. 28

38 Obr.3.2 Sériový mód Vlastnosti demodulátora DVB-T (ETS300744) dekódovanie, kompatibilita s NorDig II - kompatibilný s jednofrekvenčnou sieťou SFN - potlačenie interferencií susedných kanálov - výborné statické a dynamické vlastnosti - automatický ochranný interval a detekcia stavu - voliteľná 6,7,8 MHz šírka pásma kanála - indikátor zablokovania a viacúčelové vstupno-výstupné vývody - podporuje 2K, 8K módy - podporuje QPSK, 16, 64 QAM - interval ochrany ¼, 1/8, 1/16, 1/32 - podpora hierarchických a nehierarchických módov - plne digitálna demodulácia - impulzná redukcia šumu - digitálne časovanie a frekvenčná korekcia - fázová chybová korekcia - výstupná indikácia parametrov signálov 29

39 TPS dekódovanie alebo automatická detekcia FEC módu - vnútorný dekóder kódy ½, 2/3, ¾ a 7/8 - výber synchronizačného slova - vonkajší dekóder Reed-solomon dekóder pre 16 paritných bytov, korekcia do 8bytov poruchy na jeden paket - integrovaný monitoring kvality signálu - paralelný alebo sériový výstupný interfejs kompatibilný s DVB interfejsom - prídavný hierarchický FEC vstup/výstup Obvody pre vf vstupnú časť - veľmi kvalitné analógovo-číslicové prevodníky pre vstupnú časť (36MHz) - dvojitý AVC obvod - 10bit AD prevodník pre RF indikátor úrovne signálu - prispôsobenie sa vstupnej impedancii Generovanie vlastných systémových hodín z 20 až 27MHz kryštálu - nepotrebne externé oscilátory - programovateľné hodiny generované zo systémových hodín Štyri I 2 C možné adresy - ľahké ovládanie/monitoring cez rýchlu I 2 C zbernicu - prídavná vnútorná I 2 C zbernica Nízka spotreba energie ( <500mW ) Malé rozmery ( TQFP64 púzdro ) CMOS technológia Aplikácie: - digitálne terestriálne settop-box prijímače a TV prijímače - COFDM pre mobilné a prenosné aplikácie [19] 30

40 3.3 Dekóder MPEG STx5105 STx5105 je najnovší obvod pre set-top DVB-T aplikácie s mimoriadnym pracovným výkonom a vlastnosťami, ktoré umožňujú výrazne zredukovanie celkovej ceny dekódera MPEG-2 v porovnaní s predchádzajúcou generáciou. Základ tvorí pôvodná architektúra Omega. Avšak v porovnaní s predchádzajúcou generáciou bola zväčšená pracovná frekvencia jadra (pôvodne 80MHz, nový obvod 200MHz). STx5105 využíva výhody ST Microelektronics technológie pre aplikácie najnovších požiadaviek v káblových, satelitných a digitálnych terestriálnych set-top boxoch. STx5105 ponúka rýchlejšiu vnútornú zbernicu, CPU procesor s priamou mapou, jedno cyklovým zásobníkom pre zvýšenie výkonu. Grafické a zobrazovacie schopnosti sú podstatne rozšírené použitím čipu, zrýchľujúceho grafické operácie pre formátovanie a konečnú grafickú kompozíciu. Sú poskytovane farbové formáty (CLUT8 a true color ARGB16), a zobrazovacie vrstvy (pozadie, stály obraz, video a OSD grafiku). Celkový výkon systému profituje zo spolupráce STx5105 s SDRAM externou pamäťou. Unifikovaný pamäťový systém pracuje s veľmi rýchlou odozvou CPU cez 16-bitový interfejs. Zlepšenie spoľahlivosti systému je ďalej podporovaná integráciou dodatočných zariadení a systémových servisných funkcii. STx5105 podporuje rozhrania Cable Card, prípadne Smart Card pre príjem signálov DVB s podmieneným prístupom užívateľa. Jadro procesora je napájané veľmi nízkym napätím (1,2V), čím sa výrazne redukuje výkonová strata a obvod umožňuje špeciálny stand-by mode s nízkym príkonom. Centrálna procesorová jednotka Centrálnu procesorovú jednotkou (CPU) STi5105 tvorí 32 bitové jadro. To obsahuje inštrukčný procesorový logický obvod, inštrukčné, dátové ukazovatele a register operandov. Pracovná frekvencia jadra je 200 MHz, jadro obsahuje 4 kbyte Data záchytnú pamäť a 2 kbyte SRAM pamäť. Vnútorný interfejs podporuje 133 MHz 16 bitové pamäte. Má priamy prístup k integrovanej vysoko rýchlostnej SRAM pamäti, ktorá môže uchovávať dáta alebo programy a využíva vyrovnávaciu CACHE pamäť na urýchlenie prístupovej doby k dátovej pamäti. Procesor môže pristupovať k pamäti cez programovateľné CPU rozhranie alebo lokálne pamäťové rozhranie, ktoré sa zdieľa s video, audio, subobrazovými a OSD dekódermi. Procesor vykonáva nasledujúce funkcie: - rýchle celočíselné násobenia 4 hodinové cykly 31

41 - rýchly bitový posun - spracovanie bytov - odhad a podpora prerušení - podpora 64-bitových celočíselných aritmetických operácií MPEG video dekóder Je video kompresný procesor pracujúci v reálnom čase, podporujúci štandardy MPEG-1 a MPEG-2 vo videorozlíšení 720x480x60Hz a 720x576x50Hz. Obrazová formátová konverzia pre obrazovku je vykonávaná vertikálnymi a horizontálnymi filtrami. Užívateľ si môže zvoliť bitové mapy pre ovládacie menu, ktoré môžu byť vkladané na hlavný obraz pri použití on-screen display funkcie. Audio dekóder Audio dekóder podporuje formáty DolbyDigital, MPEG-1 vrstva I a II, MPEG-2 vrstva II, PCM, CDDA dátové formáty, MP3 a lineárnu PCM (LPCM). Audio dekóder podporuje DTS digitálny výstup (DVD DTS a CDDA DTS). Dáta môžu byť produkované v I 2 S formáte alebo SONY formáte. Dekóder môže formátovať výstupné dáta podľa normy IEC (pre nekomprimované dáta) alebo IEC (pre komprimované dáta). Sú podporované vzorkovacie frekvencie 48KHz, 44,1KHz, 32KHz. K dispozícii je vzorkový filter 48KHz. Dekóder podporuje duálny mód pre MPEG a DolbyDigital, zahrňuje DolbySurround a PROLOGIC dekóder. V globálnom MUTE móde, dekóder dekóduje vstupný bitový tok normálne, ale SPDIF výstup je umlčaný. Tento mód sa používa na prípravu periódy dekódovacieho módu pre synchronizáciu audio a video dát ak nie je použitý zvukový signál. Pamäťový subsystém Interný pamäťový subsystém: Interná pamäť zahrňuje 4 Kbytes inštrukčnú pamäť cache, 4 Kbytes dátovú pamäť cache a 2 kbytovú SDRAM, ktorá môže byť konfigurovaná ako dátová cache pamäť. Subsystém disponuje 240 Mbytes internej pásmovej šírky, podporujúc reťazový 2 cyklový interný pamäťový prístup. Inštrukčná aj dátová cache pamäť sú priamo mapované. 32

42 Externý pamäťový subsystém: Externé pamäťové rozhranie (EMI), sa používa pre vysielanie dát a programov medzi STi5105 a externými periférnymi zariadeniami, FLASH a prídavnou SDRAM pamäťou. Zdieľané pamäťové rozhranie (SMI) riadi prenos dát medzi STi5105 a 16 bitovou SDRAM pamäťou. Externá SDRAM uchováva obrazové dáta generované MPEG dekóderom a CPU a C2 plus kódovacie dáta. EMI využíva externú podpornú logiku na podporu pamäťových subsystémov a sprístupňuje 32 Mbytov z fyzického adresného priestoru (viac ak je použitá SDRAM alebo DRAM) v štyroch hlavných pamäťových bunkách z 8 alebo 16 bitovou šírkou, 21 alebo 22 adresných liniek s bytovým výberom. Sériová komunikácia Asynchrónny sériový radič (ASC) zabezpečuje sériovú komunikáciu medzi STi5105 a inými mikroprocesormi alebo externými zariadeniami. STi5105 má štyri asynchrónne sériové radiče. Dva asynchrónne sériové radiče podporujú plnú duplexnú a polovičnú duplexnú asynchrónnu komunikáciu, kde obidva vysielač aj prijímač využívajú rovnaký obrazový formát a rovnaký kódový rozsah. Synchrónne sériové radiče (SSC) poskytujú vysoko rýchlostné rozhranie pre široký sortiment pamätí, diaľkových ovládaní alebo iných mikropočítačov. Synchrónne sériové radiče podporujú všetky funkcie sériových periférnych rozhraní a I 2 C zbernicu. Synchrónne sériové radiče môžu byť programované na pripojenie k iným sériovým kódovým štandardom. Synchrónne sériové radiče zdieľajú vývody s paralelnými vstupnými/výstupnými (PIO) portami a podporujú poloduplexnú synchrónnu komunikáciu. PLL (fázový záves) na čipe PLL podporuje 27MHz vstup a generuje všetky interné vysoko frekvenčné hodino vé impulzy potrebné pre prácu CPU, MPEG a audio subsystémy. Diagnostický obvod (DCU) Integrovaný diagnostický obvod (DCU) je použitý pri zavádzaní kódu do CPU a na ovládanie a monitorovanie všetkých systémov na čipe pomocou normy IEEE Test Access Port (TAP). DCU obsahuje tiež hardvérové emulačné rozhranie ICE a logický stavový analyzátor LSA. DCU a TAP zabezpečuje pripojenie diagnostických zariadení ku vývojovej doske pomocou JTAG rozhrania. 33

43 Diagnostický obvod zabezpečuje nasledovné funkcie: - riadenie cieľového CPU vrátane jeho zavádzania (boot) - krokovanie programu - komplexnú spúšťaciu sekvenciu - prístup do pamäte ak je zariadenie aktívne, bez ohľadu na stav CPU - plné ladenie ROM kódu Ak beží kód v móde multitasking, jeden alebo viac procesov môže byť krokované alebo pozastavené, pričom ostatné bežia v reálnom čase. V tomto prípade môžu byť bežiace procesy pozastavené hardvérovým prerušením. Hostiteľ môže komunikovať s DCU cez osobitnú linku, využívajúc päť štandardných testovacích vývodov. Subsystém prerušení Systém prerušení čipu umožňuje prerušiť aktívny proces a odovzdať riadenie obsluhe prerušenia. Prerušenia môžu mať priradených 8 priorít. Prerušenie môže byť signalizované nasledovne: - signál na externom prerušovacom vývode - signál z interného periférneho zariadenia alebo subsystému PAL/NTSC/SECAM kóder Integrovaný digitálny kóder konvertuje multiplexované 4:2:2 alebo 4:4:4 YCbCr toky do štandardného analógového základného pásma PAL/NTSC alebo SECAM signál a do RGB, YUV, Y,C a CVBS zložiek. Má kopírovaciu ochranu MACROVISION TM 7.01/6. 1. Externé vstupné rozhrania - SMART CARD rozhranie pre podmienený prístup - I 2 C externé rozhranie - JTAG /TAP rozhranie 34

44 Pamäťová mapa STi 5105 má 32 bitový znamienkový adresný priestor. Každý byt a slovo pamäte je adresované 30 bitovými slovnými adresami. Pamäť je rozdelená do oblastí s rôznymi účelmi. Niektoré oblasti sú priradené na špecifické účely, buď preto, že obsahujú pamäťovo mapované oblasti alebo sú vyhradené systému. Pamäť je normálne prístupná pre čítanie, zápis, posun blokov a pre kanálové inštrukcie. Dátový tok STi5105 číta formát MPEG-2, demultiplexuje ho, dekóduje audio a video a vytvára video obraz a audio vo formáte PCM. Demultiplexovaním sú vyberané video a audio MPEG dáta, plus ďalšie PES dáta. Hardvérové moduly sú vybavené pre dekódovanie MPEG video a audio. Komprimované dáta pred dekódovaním sú označované skratkou CD a dekódované digitálne video dáta sa označujú pixel dáta. [20] 3.4 Flash pamäť M29W800DB Obvod M29W800D je 8 Mbitová (1Mbitx8 alebo 512kbitx16) prepisovateľná pamäť, ktorá môže byť čítaná, vymazávaná a preprogramovaná. Tieto operácie môžu byť vykonávané použitím jedného nízkeho napätia (2,7-3,6V). Pri zapojení obvodu na napájanie je pamäť uvedená do východzieho stavu READ (čítanie), kedy je možné z pamäte čítať rovnakým spôsobom ako z ROM alebo EPROM. Pamäť je rozdelená do blokov, ktoré je možné mazať nezávislé na sebe, takže je možné ponechať nové dáta, zatiaľ čo staré sú mazané. Každý blok je možné ochrániť nezávisle na sebe pre zabránenie nežiaduceho preprogramovania alebo vymazania. Príkazy programovania a mazania sú vkladané do príkazového interfejsu pamäte. Programovaco-mazací ovládač, ktorý je integrovaný do čipu, sa stará o zjednodušenie procesu programovania/mazania tým, že zabezpečuje všetky špeciálne operácie, ktoré sú potrebné na upravovanie obsahu pamäte. Koniec programovacej/mazacej operácie je detekovaný a akékoľvek poruchy sú zistené. Riadiace povely potrebné na ovládanie pamäte sú zhodné s JEDEC štandardom. Bloky sú v pamäti asymetricky rozložené. Prvé alebo posledné 64kB sú rozdelené do ďalších 4 blokov. 16kB zhromažďovací blok môže byť použitý na krátky inicializačný kód pre spustenie mikroprocesora, dva 8kB parametrové bloky môžu byť použité na ukladanie parametrov a zostávajúcich 32kB je malý hlavný blok, kde môže byť uložená samotná aplikácia. 35

45 Signály Chip-Enable, Output-Enable a Write-Enable riadia zbernicové operácie pamäte. Povoľujú jednoduché pripojenie väčšiny mikropočítačov, väčšinou bez dodatočnej logiky. Pamäť je dodávaná s vymazanou pamäťou (všetky bity nastavene do 1). Tab.3.1 Vývody FLASH pamäte A0-A18 DQ0-DQ7 adresné vstupy dátové vstupy/výstupy DQ8-DQ14 dátové vstupy/výstupy DQ15A-1 E dátové vstupy/výstupy alebo adresné vstupy Uvoľnenie čipu Obr.3.3 Zjednodušená schéma FLASH pamäte G W RP RB BYTE Vcc Vss NC Uvoľnenie výstupu Uvoľnenie zápisu Reset Čítací/stavový výstup Voľba usporiadania bytov napájanie zem Nevyužité vývody Súhrn vlastnosti - napájacie napätie 2,7 až 3,6V pre programovanie, mazanie a čítanie - prístupové časy 45, 70, 90 ns - programovací čas 10µs na Byte/slovo - zloženie: 19 vnútorných blokov pamäti 1 nahrávací blok 2 parametrické a 16 hlavných blokov - radič - mazanie programu: špeciálny algoritmus pre zápis/mazanie Bytov/slov - rozhranie pre podmienený prístup: pomocou 64 bitového ochranného kódu - nízka spotreba energie, možnosť Stand-by alebo automatického Stand-by módu - možnosť nahrávania a mazania až cyklov na jeden pamäťový blok 36

46 - používa sa puzdro TSOP48 - výrobca ST Microelectronic [21] 3.5 DDR SDRAM pamäť ELPIDA D1216A DDR SDRAM pamäť EDD2516AKTA má kapacitu 256Mbit. Je organizovaná do 4,194,304 slov 16bitov 4 zásobníkov. Operácie čítania a zápisu sú vykonávané na križujúcich sa bodoch CK. Tento vysokorýchlostný prenos dát je realizovaný cez 2-bitovú archite ktúru. Dátové impulzy pre čítanie a zápis sú použiteľné pre vysokorýchlostné zbernicové aplikácie. Nastavením rozšíreného módu registrov je možné odblokovať/zablokovať funkciu DLL. Čip je dodávaný TSOP puzdre. Súhrn vlastnosti - napájanie VDDQ=2,5V +/- 0,2V, VDD=2,5V +/- 0,2V - rýchlosť spracovania dát : 333Mb/s, 266Mb/s - Double Data Rate architektúra dva prenosy dát počas jedného časového cyklu - vysielanie obojsmerného dátového impulzu (DQS) - dátové vstupy, výstupy a DM sú synchronizované s DQS - 4 interné zásobníky pre súbežné operácie - DQS je synchronizované hranou s dátami pre čítanie a synchronizované stredom s dátami pre zápis - diferenčné vstupy pre hodinový signál (CK) - DLL nastavuje DQS vyslanie s vyslaním CK - príkazy sú uvoľnené na každej nábežnej CK hrane, dáta a dáta-masky sú doručené pre hrany DQS - maska dát (DM) pre zápis dát - vstupy / výstupy kompatibilné s SSTL_2 - programovateľná dĺžka impulzu : BL 2, 4, 8 - programovateľné /CAS oneskorenie CL 2, programovateľný výstupný ovládač: normálny /slabý - obnovovacie cykly cyklov/64ms, 7,8mikrosekundový interval pre obnovenie - automatické obnovovanie - samo-obnovovanie [22] 37

47 Tab.3.2 Popis Popis vývodov vývodov DDR DDR SDRAM SDRAM pamäte pamäte Tab.3.2 A0-A12 BA0,BA1 adresné vstupy adresa výberu zásobníka dátové signály DQ0-DQ15 vstup/výstup vstupný a výstupný dátový UDQS/LDQS impulz /CS adresa čipu pamäte adresa riadku impulzový /RAS príkaz adresa stĺpca impulzový /CAS príkaz /WE odblokovanie zápisu UDM/LDM vstupná maska CK clock input - hodinový vstup /CKE diferenčný hodinový vstup VREF referenčné napätie VDD napájanie interného obvodu zemniaci potenciál interného VSS obvodu VDDQ napájanie DQ obvodu zemniaci potenciál DQ VSSQ obvodu NC nezapojený Obr.3.4 DDR SDRAM pamäť 3.6 Periférne analógové obvody Video zosilňovač a pásmový filter STV 6435 S Obvod STV 6435 je určený ako video zosilňovač a dolnopriepustný filter pre aplikácie DVB dekóderov a DVD prehrávače. Jeho hlavnou funkciou je potlačiť nežiaduce vysokofrekvenčné zložky nad 7 MHz, ktoré vznikajú v procese D/A prevodu. Obvod obsahuje šesť vstupných kanálov, ktoré sú zosilnené so ziskom 6dB. Tým je obvod vhodný pre nízkoimpedančné video výstupy (externé konektory). Obvod má výhodné parametre vzájomného presluchu medzi kanálmi (typicky 55dB). Obvod v sebe zahŕňa vnútorný prepínač pre prepínanie Y/CVBS signálu na výstupnej svorke. Taktiež obsahuje upínacie obvody na vstupe a na výstupe má šesť identických video zosilňovačov. [23] 38

48 Obr.3.5 Integrovaný obvod STV6435S Tab.3.3 Popis vývodov obvodu STV6435S STV6435S Názov Funkcia 1 CVBS_ENC CVBS vstup z dekódera MPEG-2 2 DEC Filtračný kondenzátor 3 C_ENC Chrominančný vstup (z dekódera MPEG-2) 4 GND 0V 5 Y_ENC Jasový vstup (z dekódera MPEG-2) 6 GND 0V 7 GND 0V 8 VCC Napájanie +5V 9 G_ENC Širokopásmový Y vstup (z dekódera MPEG-2) 10 R_ENC Širokopásmový R vstup z dekódera MPEG-2 11 MUTE Štvor-stavový príkaz pre MUTE 12 B_ENC Širokopásmový B vstup z dekódera MPEG-2 13 BOUT B výstup 14 ROUT R výstup 15 VCCB 1 +5V napájanie výstupných obvodov 16 GOUT G výstup 17 YOUT Y výstup 18 GND 0V 19 GND 0V 20 GNDB Zem pre výstupné obvody 21 COUT Chrominančný výstup 22 VCCB2 Napájanie +5V pre výstupne obvody 23 CVBSOUT CVBS výstup 24 VCCB3 Napájanie +5V pre výstupne obvody 39

49 3.6.2 Audio zosilňovač L M 358DT Integrovaný obvod je dvojitý operačný zosilňovač, ktorý je vhodný pre štandardné aplikácie, pre použitie ako audio zosilňovač alebo ako výstupný obvod zvuku. Jeho funkciou je napäťovo zosilniť výstupný zvukový signál ľavého a pravého kanála z výstupu dekódera MPEG. Zosilnenie a pracovný bod je určené odporovou spätnou väzbou. Frekvenčná charakteristika prenosu audio kanálov je upravená dolnopriepustnými RC filtrami (R856, C864, R860, C867). Spätná väzba určuje zosilnenie (R852, R853). [24] Obr.3.6 Bloková schéma LM 358DT 3.7 Obvody napájania Integrovaný obvod L5973D Integrovaný obvod je určený pre konverziu jednosmerného napätia s nastaviteľnou výstupnou úrovňou napätia od 1,235V do 35V. Obsahuje pevný oscilátor 250kHz, vonkajšiu ochranu a umožňuje stabilizovať aj napätia s nízkym rozdielom potenciálov napätia medzi vstupom a výstupom (LOW DROPOUT). Výstupné napätie je určené odporovým deličom R1, R2. Obvod obsahuje minimum externých komponentov. Zabudovaný interný oscilátor používa iba pasívne RC členy pre frekvenčnú kompenzáciu. Toto riešenie meniča umožňuje prenos energie bez použitia transformátora s vysokou účinnosťou (85% až 90%). Veľkosť výstupného napätia určuje šírkovo modulovaný výstupný obvod. [25] 40

50 Obr.3.7 Aplikačná schéma IO L5973D 4 Konkrétne riešenie modulu DVB-T 4.1 Činnosť modulu DVB-T podľa blokovej schémy (príloha č.8) Modul združuje vysokofrekvenčné analógové obvody pre príjem signálu z antény a digitá lne obvody, kde sa realizuje demodulovanie a dekódovanie signálu MPEG-2 na videosignál vo forme Y, C (jasový a chrominančný), a zvukové stereo signály L, R. Kanálový volič ladí pozemské analógové a digitálne TV kanály. So základnou doskou šasi TVP komunikuje DVB-T modul prostredníctvom mikropočítačovej zbernice I 2 C zo signálového procesora. Modul je napájaný 8,5 V napätím zo zdroja v šasi TVP. Pracovné napätia 5V, 3,3V, 2,5V, 1,8V sú vyrábané pomocou DC/DC meničov L5973 D a analógových stabilizátorov. Celkový príkon modulu je 6 W. Tuner si riadi svoje zosilnenie pomocou dvoch AVC vstupov. VF AVC napätie je v móde DVB-T vypínané pomocou povelu AVC OFF zo signálového procesora, pretože v digitálnom móde je VF AVC riadené v tuneri vlastnou AVC slučkou. Medzifrekvenčné AVC napätie riadi zosilnenie medzifrekvenčného zosilňovača tunera pri príjme digitálnych signálov. Analógový signál je privádzaný z kanálového voliča cez vodič na základnú dosku na vstupný PAV filter a potom je demodulovaný v signálovom procesore TDA DVB- T modul obsahuje kompletný signálový trakt pre spracovanie signálu DVB-T. Vysokofrekvenčný signál DVB-T je privádzaný z kanálového voliča do demodulátora STV V ňom je DVB-T signál demodulovaný a prevedený do 41

51 digitálnej formy vo forme sériového synchronizovaného zväzku dát (STREAMU) s frekvenciou 54 MHz. Vnútorné taktovanie cyklu demodulátora je riadené kryštálom 27 MHz. STV 0360 riadi zosilnenie tunera zo šírkovo modulovaného výstupu a cez svoju výstupnú zbernicu SCL T SDA T ovláda ladiace funkcie tunera. Dátové toky (STREAMY) sú na vnútorných záchytných registroch STx 5105 zhromažďované a cez pamäťové rozhranie ukladané do DDR pamäte. Tu je potrebné určitý čas uchovávať prijaté dáta a pravidelne ich posúvať pre spracovanie v dekódovacích obvodoch MPEG-2. Dekóder STx 5105 zrekonštruuje obraz do spojitého video-toku 50 polsnímkov za sekundu. Cez D/A prevodníky je TV signál PAL prístupný vo forme úplného CVBS signálu, komponentného Y, C signálu alebo vo forme R,G,B signálov. Výstup video signálov je softvérovo voliteľný. Zvukové signály z prevodníkov sú pripojené z výstupných audio prevodníkov na operačné zosilňovače a odtiaľ na zvukové vstupy signálového procesora TDA Jadrom dekódera MPEG-2 je 200 MHz počítač s redukovaným inštrukčným súborom, jednoúčelovým operačným systémom so špeciálnym riadiacim softvérom. Riadiaci softvér je uložený vo FLASH pamäti, ktorá sa dá preprogramovať. STx 5105 komunikuje s FLASH pamäťou, nezávislou pamäťovou zbernicou. Riadiaci softvér je možné aktualizovať prostredníctvom rozhrania JTAG. Resetovací obvod pracuje pri zapínaní televízneho prijímača, nastavuje počítač STx5105 do východzej štartovacej polohy. Pretože v šasi TVP sa používa 5V úroveň pre zbernicu I 2 C a STx 5105 používa 3,3V, je potrebné napäťovo konvertovať pomocou MOSFET tranzistorov. Riešenie nepoužíva funkcie podmieneného prístupu pre užívateľov cez externú čítačku kariet SMART CARD, pretože prijímač je určený pre príjem voľne šírených programov. V pohotovostnom režime je vypnuté napájanie modulu. Základné funkčné bloky: - Hybridný VHF/UHF DVB-T tuner Philips TD 1316 AF - IF demodulátor, A/D prevodník - STV Procesor STx5105 mikropočítač, MPEG dekóder, D/A prevodník - Flash pamäť programu 8MB ST M29W800DB - DDR SDRAM pamäť 16MB Elpida D1216A - Video zosilňovač, DP pás.filter STV 6435 S - Audio zosilňovač LM358DT 42

52 Vstupy: - VF Analógový a DVB-T signál - Analógové AVC z TDA / 4V max.zisk 0V min.zisk/ - I 2 C zbernica - Napájanie 8V, príkon cca 6W Výstupy: - Analógový IF výstup (analógový TV mf signál) - IF vstup TDA Analógový jasový a farbový signál Y/C Y= 1Všš, C =0,3Všš - Analógové audio signály L, R Servisný konektor JTAG poskytuje možnosť prepísania riadiaceho softvéru 10 komunikačných pinov, 10 zem.pinov 4.2 Celková činnosť hybridného TVP pre príjem analógového a digitálneho vysielania (príloha č.17) Prijímač predstavuje moderné riešenie prijímačov s 50Hz zobrazovaním obrazu pre príjem analógového a digitálneho pozemského signálu. Bohatá výbava externých vstupov prijímača umožňuje súbežné pripojenie štandardných zdrojov signálu DVD, rekordér/prehrávač, satelitný prijímač, kamera. Televízny prijímač obsahuje jednodoskové šasi 297 x 300 mm pre 110-stupňový vychyľovací systém obrazoviek cm, ktorého základom je obvod UOC III fy Philips a MPEG dekóder fy ST Microelectronic. Impulzný zdroj prijímača napája šasi, aj modul DVB-T. Alternatívne riešenie využíva schopnosť meniča pracovať trvale v rôznych režimoch spotreby prijímača. V pohotovostnom stave sa redukuje príkon na minimálnu hodnotu cca 8 W. V prevádzkovom stave je schopný pružne dodávať požadovaný výkon do cca 150 W. Použitý moderný riadiaci obvod zdroja TEA1506P pracuje v režime premenlivej pracovnej frekvencie v závislosti od záťaže. Kombinuje výhody šírkovo modulovanej regulácie výkonového spínača tranzistora riadeného poľom (MOSFET STP9NK60ZFP) s premenlivou frekvenciou pre zaručenie spojitej regulácie v celom rozsahu výkonu. Vyznačuje sa nízkym počtom externých súčiastok a schopnosťou činnosti v rozsahu napájacieho napätia. Vysokofrekvenčná časť je riešená hybridným tunerom Philips TD 1316 AF, ktorý je ladený systémom frekvenčnej syntézy. Obvod je riadený po I 2 C zbernici. Výstupná medzifrekvencia je 38,9 MHz. Analógový signál je privedený z modulu DVB-T na 43

53 kváziparalelný PAV filter typu K3350, ktorý oddelí obrazovú a zvukovú zložku spracovaného kanála. Rôznu úroveň vstupného signálu kompenzuje obvod AVC, ktorý v digitálnom móde prerušuje napätie pomocou riadiaceho vývodu AVC OFF. Ladenie je prevádzané povelom I 2 C zbernice SDA0, SCL0 zo signálového procesora a cez dekóder STx 5105 sa prevádzajú povely na demodulátor STV 0360, a odtiaľ je prostredníctvom zbernice SDAT, SCLT ladený kanálový volič. Naladené kanály sú uchovávané v 2 kb EEPROM pamäti na základnej doske TVP. Základom signálovej časti TVP je obvod TDA12021H1, združujúci prakticky tri nezávislé čipy v jednom puzdre: 1. Riadiaci mikropočítač s OSD grafikou, Flash pamäťou programu, znakovej sady a teletextový dekodér s pamäťou 10 strán. (Picasso) 2. Signálový procesor ( Cosmic ) 3. Zvukový procesor ( SSD ) Zložitosti obvodu odpovedá použité puzdro a nutnosť použitia viacerých napájacích napätí +3,3V; +5V; +8V. Tieto napätia sú vytvárané obvodmi zdroja. Pre zvládnutie stratového výkonu v rámci puzdra sú časti obvodu napájané interne stabilizovaným napätím +1,8V. V pohotovostnom stave obvod vyžaduje len základné napájanie +3,3V. Obvod sa aktivuje z pohotovostného stavu povelmi z prijímača diaľkového ovládania alebo lokálnej klávesnice. Koncový stupeň zvuku je realizovaný stereo zosilňovačom TDA7266S pracujúcim v mostíkovom režime. Obvod vyžaduje nízke napájacie napätie cca 14V. Slúchadlový zosilňovač je realizovaný operačným zosilňovačom LM358N a dvojicou bipolárnych tranzistorov, pracujúcich ako emitorový sledovač pre impedančné prispôsobenie pre nízko ohmové slúchadlá. Vertikálny rozklad je riešený obvodom TDA8177F. Pracuje ako klasický operačný zosilňovač so symetrickým napájaním. Vychyľovacia jednotka je pripojená z výstupu do zeme cez väzobný kondenzátor. Riadkový rozklad pre 110-stupňovú obrazovku je riešený kombináciou budiča s prúdovým transformátorom a koncovým tranzistorom S2000AFI. EW modulátor pre korekciu poduškového skreslenia obsahuje operačný zosilňovač LM358N a výkonový Fet tranzistor FQPF4N80. Videozosilňovač je realizovaný trojkanálovým jednočípovým obvodom TDA6108AJF. 44

54 Technické riešenie: - Moderná koncepcia šasi s SMD technológiou osadzovania súčiastok - Unikátny jednočípový obvod, ktorý obsahuje všetky bloky, ktoré sú možné v rámci technických možnosti integrovať v jednom puzdre. Obvod UOCIII je pokračovateľom úspešného obvodu UOCII s implementáciou zvukovej časti do puzdra a prepínača vstupov. Je použitý obvod TDA12021H1/N1 fy. Philips s nasledujúcou výbavou: - výkonný riadiaci mikropočítač s OSD grafikou - teletextový dekóder s pamäťou 10 strán - stereo dekóder analógového a digitálneho spracovania zvuku s audioprocesorom - komplexný signálový procesor s bohatou výbavou prepínačov vstupov a výstupov - Flash pamäť programu s možnosťou prepísania programu a grafickej sady umožňuje variabilné preprogramovanie obvodu pre budúce aplikácie bez potreby demontáže obvodu priamo v šasi prijímača - ISP technológia programovania obvodu dovoľuje po pripojení cez servisný konektor po I 2 C zbernici priamo u zákazníka. preprogramovať obvod pomocou prenosného počítača Popis jednotlivých funkčných blokov TV prijímača Kostru TV prijímača tvorí jednodoskové šasi, ktoré obsahuje signálové aj výkonové obvody a sperifernými modulmi je spojené pohyblivými spojmi. Prijímač sa ovláda pomocou infračerveného diaľkového ovládania alebo lokálnej tlačidlovej klávesnice. Externé pripojené miesta sú situované v zadnej časti TVP a na pravej bočnej strane. Základná doska TVP obsahuje zdrojovú časť, rozkladovú časť, signálovú a riadiacu časť a koncový stupeň zvuku. Koncové stupne video zosilňovačov tvorí nezávislý modul umiestnený na pätici obrazovky. Lokálne ovládanie a prijímač diaľkového ovládania sú umiestnené na nezávislých externých moduloch. Súčinnosť nezávislých jednotlivých blokov ako aj riadenie nezávislého DVB-T modulu zabezpečuje mikropočítačová zbernica I 2 C, ktorá je spojená s modulom pomocou vodičov. Napájací zdroj na základnej doske TVP je konštruovaný tak, aby vedel spojite dodávať požadovaný výkon v rôznych režimoch prevádzky TVP. Zdroj pracuje s veľmi dobrou účinnosťou, čím sa minimalizujú teplotné straty v TVP, obsahuje ochrany pri preťažení (skratoch). 45

55 4.3 Postup oživovania modulu DVB-T a merania na module 1. Po zaspajkovaní všetkých komponentov modulu sme kontrolovali jednotlivé napájacie vetvy, či neobsahujú skraty (pomocou ohmmetra). V prípade, že niektorá napájacia časť má menší odpor ako 30Ω, musíme opticky kontrolovať spájkované spoje, prípadne odstrániť skraty. 2. Modul zapojíme na napájacie napätie +8,5V (stabilizovaný externý zdroj) a kontrolujeme funkciu Stand-by módu (privedením napätia +5V na špičku 1 konektora XP801, tým sa uzemnia vývody 3 DC/DC konvertorov NL806,809) Kontrolujeme výstupné napájacie napätia na výstupe DC/DC meničov (+5V na C872 a +3,3V na C882), ak sú napätia v poriadku, kontrolujeme výstupné napätia na analógových stabilizátoroch (2,5V; 1,8V a 1,2V). Kontrolné meranie prúdového odberu Meriame prúdový odber na špičke konektora XP801. Typická hodnota odoberaného prúdu je po zapnutí modulu 300mA (odľahčená prevádzka bez riadenia I 2 C zbernicou). Modul v plnej prevádzke má prúdový odber 600mA. Modul DVB-T pripojíme na riadiacu mikropočítačovú zbernicu pomocou spoja XP802 a zároveň zapojíme konektor XP801 (napájanie z TVP). Diaľkovým ovládaním na TV prijímači pomocou OSD zobrazenia na obrazovke zvolíme mód DVB-T ladenia. Pomocou napäťovej osciloskopickej sondy 1 10 a pamäťového osciloskopu kontrolujeme nasledovné priebehy: SDA0, SCL0, SDA, SCL, SDAT, SCLT a CLK OUT, taktiež kontrolujeme priebehy oscilátorov 27MHz a komunikáciu STx 5105 s vonkajšími pamäťami (RR801 špička 1). (príloha č.15) Na servisný konektor XP807 zapojíme programátor a cez JTAG rozhranie sa nahrá do FLASH pamäte výkonne riadiaci softvér pre ovládanie modulu DVB-T. Pripojíme na KV signál a naladíme vybraný DVB-T kanál, kontrolujeme cez OSD menu počet naladených staníc a kvalitu signálu DVB-T. V prípade, že v menu sú indikované programy a kvalita signálu je dostatočná, zmeriame na výstupe prevodníkov STx 5105 prítomnosť video a audio signálu. Merať môžeme aj na výstupných konektoroch XP803, 810. V DVB-T menu sa zobrazia údaje o parametroch vysielaného signálu (druh modulácie, ochranný interval, kódový pomer, číslo kanála). V prípade technických problémov je možné kontrolovať stav na module pomocou diagnostického menu. Podmienkou správneho začatia funkcie STx5105 je 100% činnosť pamäťových 46

56 9. a riadiacich zberníc. Vtedy je schopný správne sa načítať výkonný softvér z FLASH pamäte DS801. Po týchto testoch môžeme DVB-T modul úplne zapojiť na šasi a overiť funkcie automatického digitálneho a analógového ladenia. 4.4 Základné technické vlastnosti DVB-T prijímača Frekvenčný rozsah: MHz UHF/VHF Šírka pásma TV kanála: 8MHz Vstupná úroveň signálu: 30dBµV-80dBµV Vstupná impedancia: 75Ω Uhlopriečka obrazovky: 72 cm Napájanie: V, 50Hz Príkon: 90W Príkon v pohotovostnom stave: 8W TV zvuk: STEREO/DUO Max.výstupny výkon zv uku: min.2x5 W Výstup pre slúchadla: cca 3V, 120Ω Prípojky: EURO -AV: Y/C vs tup: Jasový signál 1Všš ± 3dB na75ω±10%, chrominančný signál typ 300mV na 75Ω±10% video výstup: 1Všš ± 3dB na75ω±10% video vstup: 1Všš ± 3dB na75ω±10% NF výstup: typ. 500mV na 10 kω NF vstup: typ. 500mV na sig., menovitá impedancia zdroja RGB vstupy: typ. 700 mv na 75Ω 47

57 Záver Digitálny terrestriálny prijímač alebo tiež prijímač pozemného digitálneho vysielania slúži pre príjem bežných televíznych kanálov, niektorých rádio kanálov a to všetko vo vysokej digitálnej kvalite obrazu a zvuku. Digitálne pozemné vysielanie je nový spôsob prenosu, ktorý v budúcnosti nahradí terajšie analógové vysielanie. Úlohou diplomovej práce bolo podrobne popísať problematiku DVB-T vysielania a praktického prijímača DVB-T na konkrétnom novovyvíjanom TV prijímači pre hybridný analógový a digitálny príjem TV signálu. Teoretická časť diplomovej práce stručnou textovou a grafickou formou poskytuje možnosť odbornej verejnosti zorientovať sa v náročnej problematike princípov DVB-T vysielania a príjmu DVB-T signálu. Praktickým výsledkom práce je návrh modulu DVB-T, ku ktorému je spracovaná základná technická dokumentácia a taktiež boli uskutočnené základné merania na module DVB-T. 48

58 Zoznam použitej literatúry [1] [2] [4] [ 5] [6] [7] [3] [8] multiplex/?sid=6fd3425ae268dbb a3df7e51fa [9] Norma ETSI EN v Digital Video Broadcasting (DVB), 2004 [10] pid=5&page=3 [11] B-T.doc [12] [13] [14] [15] [16] Šteft, D.: Televize pro mobily. In: Časopis Chip. 10/2005, 112 s. [17] Vít, V.: Televízni technika. BEN. Praha: 1997 [18] Data sheet - TD /M/ 1300AL/F/ Tuner modules for analog and digital terestrial /OFDM applications, PHILIPS, 2004 [19] Data sheet - STV 0360 COFDM demodulator IC with A/D converter, ST Microelectronics,

59 [20] Data sheet - Low-cost interactive set-top box decoder STx 5105 preliminary dáta, ST Microelectronics, 2004 [21] Data sheet - M29W800DT, DB, ST Microelectronics, 2003 [22] Data sheet - DDR SDRAM ELPIDA 1216AKTA, ELPIDA, 2004 [23] Data sheet - STV 6435 S, ST Microelectronics, 2003 [24] Data sheet - LM 358DT, ST Microelectronics, 2005 [25] Data sheet - L 5973 D, ST Microelectronics September

60 Čestné vyhlásenie Prehlasujem, že som zadanú diplomovú prácu vypracoval samostatne, pod odborným vedením vedúceho diplomovej práce Ing. Juraja Vajduliaka a používal som len literatúru v práci uvedenú. Súhlasím so zapožičiavaním diplomovej práce. V Žiline, dňa: podpis diplomanta

61 Poďakovanie Touto cestou ďakujem vedúcemu diplomovej práce Ing. Jurajovi Vajduliakovy za jeho cenné rady, pripomienky, dôležité informácie a pomoc pri vypracovaní diplomovej práce.

62 Žilinská univerzita v Žiline Elektrotechnická fakulta Katedra telekomunikácií DIGITÁLNY TELEVÍZNY PRIJÍMAČ DVB-T Prílohová časť Bc. Miloš ŤAPÁK 2006

63 Zoznam príloh P1. Bloková schéma tunera TD 1316AF P2. Bloková schéma demodulátora STV0360 P3. Popis vývodov demodulátora STV0360 P4. Bloková schéma dekódera MPEG STx5105 P5. Rôzne použitie dekódera MPEG STx5105 P6. Popis vývodov dekódera MPEG STx5105 P7. Bloková schéma obvodu STV6435S P8. Bloková schéma modulu DVB-T P9. Elektrická schéma zapojenia modulu DVB-T P10. Modul DVB-T P11. Rozloženie súčiastok (pohľad zo strany súčiastok) P12. Motív vodivých spojov modulu DVB-T (pohľad zo strany súčiastok) P13. Motív vodivých spojov modulu DVB-T (pohľad zo strany spojov) P14. Zoznam použitých súčiastok na module DVB-T P15. Sériový STREAM výstup z demodulátora STV0360 P16. Namerané priebehy na module DVB-T P17. Zoznam použitých meracích prístrojov a signálových generátorov P18. Bloková schéma CTV2991 s použitým modulom DVB-T P19. Schéma meracieho pracoviska P20. CD

64 P1. Bloková schéma tunera TD 1316AF

65 P2. Bloková schéma demodulátora STV0360

66 P3. Popis vývodov demodulátora STV0360 Číslo Symbol Popis 1 DGNDA analógová zem 2 DVCCA1,8 digitálne napájanie analóg. časti (1,8V) 3 VCCA1,8 analógové napájanie (1,8V) 4,11 GNDA analógová zem 5 REFM interné referenčné negatívne napätie 6 REFP interné kladné referenčné napätie 7 VR referenčný obvod 8 VCCA3,3 analógové napájanie (3,3V) 9 INM vstup analógového signálu (negatívny) 10 INP vstup analógového signálu (pozitívny) 12 RESET hardvérový reset, aktívny pri 0V 13,28,39,57 VDD napájanie digitálneho jadra 14 AGC2 riadenie zosilnenia AVC medzifrekv. časti kanálového voliča 15,24,30,37,41, GND zem 46,54,56,59 16 AGC1 riadenie zosilnenia AVC vstupnej časti kanálového voliča 17,60 TEST testovacie vstupy, sú uzemnené 18 SCLT zbernica pre ovládanie tunera 19 SDAT zbernica pre ovládanie tunera 20 SCL zbernica I 2 C SCL 21 SDA zbernica I 2 C SDA 22,35,44,52 VDD_3,3 napájanie dig. obvodov (3,3V) 23 STR_OUT MPEG prvá bytová synchronizácia 25,26,27,29,31, D7/0 paralelný výstup MPEG dát 32,33,34 36 CLK_OUT MPEG byte or bit clock 38 D/P MPEG dáta parity/port 40 ERROR MPEG paket error port 42,43,45 nevyužité

67 47,55,53 nevyužité 48 CIQ/HFEC3 FEC výstup bit 3, nevyužitý 49 CDATA/HFEC2 FEC výstup bit 2, nevyužitý 50 CCLK/HFEC1 FEC výstup bit 1, nevyužitý 51 HFEC0 FEC výstup bit 0, nevyužitý 58 IP0 detektor úrovne signálu pre riadenie činnosti AVC výstupnej úrovne 61 VCCXTAL1,8 napájanie obvodov oscilátora 62 XTALI vstup oscilátora 63 XTALO výstup oscilátora 64 GNDXTAL analógová zem oscilátora

68 P4. Bloková schéma dekódera MPEG STx5105

69 P5. Rôzne použitie dekódera MPEG STx5105

70 P6. Popis vývodov dekódera MPEG STx5105 Číslo Symbol Popis Analógové napájania a zemnenie 32 VDDAADAC 3,3V pre audio prevodník 31 GNDAADAC zem 30 VSSUBANA zem pre všetky prevodníky 22 VDDDAC0 3,3V napájanie pre video prevodníky 1,2,3 21 VDDDAC1 3,3V napájanie pre video prevodník 4 19 VSSDAC0 zem pre video prevodníky 1,2,3 20 VSSDAC1 zem pre video prevodník 4 N apájacie vývody pre vnútorný frekvenčný syntetyzér 140 VDDDFS1 142 VCCAFS 145 VDDDFS2 141 GNDDFS1 zem 143 GNDAFS 144 GNDDFS2 N apájacie vývody pre PLL slučku napájanie 1,2V pre vnútorný frekv.syntetyzér 146 VCCAPLL 1,2V napájanie obvodov PLL 149 VCCAPLL1 147 GNDAPLL zem 148 GNDAPLL1 N apájacie vývody DDR pamäte 184 VDDDLL napájacie bloky pre periférne obvody DDR 185 GNDDLL pamäte 176 VDDDE0 177 VSSDE0 196 VDDDE1 195 VSSDE1 N apájacie vývody pre digitálne časti 8,47,67,101,124, VDD12 1,2V napájanie pre digitálne obvody 155,173, ,158,165,170, VDD25 2,5V

71 179,187,193,200, 207,212 2,5V 3,42,55,72,84,96, VDD33 3,3V 113,129 9,27,48,54 GND zem Vývody pre systémovú časť 138 CLK27IN vývody pre kryštál 139 CLK27OUT 128 AUXCLKOUT výstup hodinových signálov 130 NOT_RESE T vstupy pre externý resetovací obvod 131 NOT_RSTOUT 35,33,34,36,45, TS0I vývody pre transport STREAM 44,43,41,40,39, (sériový aj paralelný) 38,46 89,90,91,92,93, FMIDATA dátové vývody pre FLASH pamäť 94,95,97,98,99, 100,103,104,105, 106, ,69,70,71, FMIADDR adresné vývody pre FLASH pamäť 49-53,82,83,85-88 pomocné vývody pre ovládanie FLASH 201,199,198,197, LMIDATA 194,192,191,190, 180,178, 175,174, 171,169,168,167 dátové vývody pre DDR pamäť 208,209,157,210, LMIADDR adresné vývody pre DDR pamäť 211,213,214,215, 216,150,152,153, ,160,182,186, 181,188,162,163, 164,206,203,202, 183,166 pamäte pomocné riadiace vývody pre DDR pamäť

72 OUTLMINUS OUTRMINUS OUTLPLUS ľavý záporný audio diferenčný prúdový výstup pravý záporný audio diferenčný prúdový výstup ľavý kladný audio diferenčný prúdový výstup 25 OUTRPLUS pravý kladný audio diferenčný prúdový výstup VBGOUT IREFADAC referenčné napätie pre audio AD prevodník vývod pre referenčný prúd audio DA prevodník 37 S/PDIF dig. audio výstup 13, VDAC vývod pre ref. odpor analog. video výstup z D/A prevodníkov Rozhranie pre as ynchrónny vstup (Smart Cart čítačka) ,118,119, v našej aplikácii nie sú využité 122,123,126 Synchronizačný sériový vstup (môž e byť použitý ako I 2 C zbernica) 4 SCL výstup 5 SDA výstup Programovateľné vývody pre vstup/výstup ,127 PIO0 nevyužité 38-40,43-46 PIO1 nevyužité 41 PIO1 vývod použitý pre RESET funkciu 114 PIO2 nevyužité 4,5,10-12 PIO3 nevyužité Použité ako vstupy pre zbernicu I C hlavného mikropočítača(sda0,scl0) 6 PIO3 SDA0 7 PIO3 SCL0 114 IRB_P PM _IN vstup pre infračervené ovládanie , , vstupno/výstupné porty určené pre sériové 126 rozhranie RS 232(v našej aplikácii nevyužité) 1,2, ,137 rozhranie určené pre JTAG

73 P7. Bloková schéma obvodu STV6435S

74 P8. Bloková schéma modulu DVB-T

75 P9. Elektrická schéma zapojenia modulu DVB-T

76 P10. Modul DVB-T

77 P11. Rozloženie súčiastok (pohľad zo strany súčiastok)

78 P12. Motív vodivých spojov modulu DVB-T (pohľad zo strany súčiastok)

79 P13. Motív vodivých spojov modulu DVB-T (pohľad zo strany spojov)

80 P14. Zoznam použitých súčiastok na module DVB-T Integrované obvody: DD 801 DS 801 NL 801 NL 802 NL 803 NL 804 NL 805 NL 806 NL 807 NL 808 NL 809 NL 810 IC EDD 1216 AATA-6B-E IC M29W800 DB45 N6E IC STM 5105 ALB (Dekóder MPEG-2) IC STV 0360 C (Demodulátor COFDM) IC STV 6435 ST (Video interfejs) IC TS IZ (Resetovací obvod) IC LM 358 DT (Operačný zosilňovač) IC L5973 D013TR (Obvod pre DC/DC konvertor) IC LD 1117 DT12TR IC (Napäťový stabilizátor) IC ST L 4931 CDT 25 2,5 V TR (Napäťový stabilizátor) IC L5973 D013TR (Obvod pre DC/DC konvertor) IC LD 1117 DT18-TR (Napäťový stabilizátor) Tranzistory: VT 801 TRANS BC 858BLT1 SMD SOT 23 VT 802 TRANS BC 848BLT1 SMD SOT 23 VT 804 TRANS SN 7002 N VT 806 TRANS SN 7002 N VT 809 TRANS BC 848BLT1 SMD SOT 23 VT 810 TRANS BC 858BLT1 SMD SOT 23 VT 811 TRANS BC 848BLT1 SMD SOT 23 VT 812 TRANS BC 858BLT1 SMD SOT 23 VT 813 TRANS BC 848BLT1 SMD SOT 23 VT 816 TRANS BC 848BLT1 SMD SOT 23 VT 817 TRANS BC 848BLT1 SMD SOT 23 VT 818 TRANS BC 848BLT1 SMD SOT 23 VT 819 TRANS BC 848BLT1 SMD SOT 23 Diódy: VD 801 VD 802 VD 803 DIODE STPS 340 B-TR DIODE 1N 4148 TAPE DIODE STPS 340 B-TR Kryštály: BX 801 BX 802 QUARTZ HC-49/U 27MHZ/S -LF QUARTZ HC-49/U 27MHZ/S -LF Kondenzátory: C 801 C 802 C 803

81 C 804 CAP 22PF/50V/5%/NPO/0603 C 805 CAP 22PF/50V/5%/NPO/0603 C 806 C 807 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 808 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 809 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 810 C 811 C 812 C 813 C 814 C 815 C 816 C 817 C 818 C 819 C 820 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 821 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 822 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 823 C 824 C 825 C 826 CAP 100NF/16V/10% /X7R/603 C 827 CAP 100NF/16V/10% /X7R/603 C 828 C 829 C 830 C 831 C 832 C 833 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 834 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 835 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 836 C 837 C 838 C 839 C 840 C 841 C 842 C 845 C 846 CAP TS18 1UF/10V/20%/Y5V/0603 C 851 C 852 C 853 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ C 854 C 855 C 856 C 857 CAP TS13 220UF/16V/85C /TAPE/ C 858 CAP 1NF/50V/5%/X7R/0603 C 859 CAP 1NF/50V/5%/X7R/0603

82 C 860 C 861 C 862 C 864 C 865 C 867 C 868 C 869 C 870 C 871 C 872 C 873 C 874 C 875 C 876 C 877 C 878 C 879 C 880 C 881 C 882 C 883 C 884 C 885 C 886 C 887 C 888 C 889 C 890 C 891 C 892 C 893 C 894 C 895 C 896 C 897 C 898 C 899 C 900 C 901 C 902 C 903 C 904 C 905 C 906 C 907 C 908 C 909 C 910 C 911 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ CAP TS13 10UF/25V/85C /TAPE/ CAP 4,7NF/50V/10%/X7R/0603 CAP TS13 10UF/25V/85C /TAPE/ CAP 4,7NF/50V/10%/X7R/0603 CAP TS13 470UF/40V/85C /CUT 5MM CAP 220PF/50V/5%/NPO/0603 CAP 22NF/50V/10%/X7R/0603 CAP TS13 470UF/16V/85C /TAPE/ CAP 220PF/50V/5%/NPO/0603 CAP TS13 470UF/16V/85C /TAPE/ CAP TS13 470UF/16V/85C /TAPE/ CAP TS13 470UF/16V/85C /TAPE/ CAP 10PF/50V/5%/NPO/0603 CAP 10PF/50V/5%/NPO/0603 CAP 100PF/50V/5%/NPO/0603 CAP 100PF/50V/5%/NPO/0603 CAP TS13 100UF/10V/85C /TAPE/ CAP 10NF/50V/10%/X7R/0603 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ CAP 10NF/50V/10%/X7R/0603 CAP 10NF/50V/10%/X7R/0603 CAP 10NF/50V/10%/X7R/0603 CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ CAP 10NF/50V/10%/X7R/0603 CAP TS13 100UF/10V/85C /TAPE/ CAP 10NF/50V/10%/X7R/0603 CAP TS13 47UF/16V/85C /TAPE/ CAP 2,2 UF/6,3/V/A

83 C 912 C 913 C 914 C 915 C 916 C 917 C 918 C 919 C 920 C 921 C 922 C 923 C 925 C 926 C 927 C 928 C 931 C 932 C 933 C 934 C 935 C 941 C 942 C 943 C 944 C 945 C 946 C 947 C 948 C 949 C 950 C 951 C 952 C 953 C 954 C 955 C 956 C 957 C 958 C 959 C 960 C 961 C 962 C 963 C 966 C 967 C 968 C 969 C 971 C 972 CAP 10NF/50V/10%/X7R/0603 CAP TS13 10UF/25V/85C /TAPE/ CAP 2,2 UF/6,3/V/A CAP 22NF/50V/10%/X7R/0603 CAP 1,5PF/50V/+-0,25PF/NPO/0603 CAP TS13 10UF/25V/85C /TAPE/ CAP TS13 22UF/16V/85C /TAPE/ CAP 10NF/50V/10%/X7R/0603 CAP 470PF/50V/5%/NPO/0603 CAP 470PF/50V/5%/NPO/0603 CAP TS13 470UF/16V/85C /TAPE/ CAP 22NF/50V/10%/X7R/0603 CAP 100PF/50V/5%/NPO/0603 CAP 100PF/50V/5%/NPO/0603 CAP TS UF/16V/85/CUT-5MM CAP 2,2 UF/6,3/V/A CAP 2,2 UF/6,3/V/A CAP 47PF/50V/5%/NPO/0603 CAP 47PF/50V/5%/NPO/0603 CAP 100NF/16V/10% /X7R/603

84 Rezistory: R 801 RES RC K 5% SMD R 802 RES RC R 5% SMD R 803 RES RC R 5% SMD R 804 RES RC R 5% SMD R 805 RES RC R 5% SMD R 806 RES RC R 5% SMD R 807 RES RC R 5% SMD R 808 RES RC R 5% SMD R 809 RES RC R 5% SMD R 810 RES RC R 5% SMD R 811 RES RC R 5% SMD R 812 RES RC R 5% SMD R 813 RES RC R 5% SMD R 814 RES RC K 5% SMD R 815 RES RC R 5% SMD R 816 RES RC K 5% SMD R 817 RES RC0603 1K0 5% SMD R 818 RES RC0603 1K0 5% SMD R 819 RES RC K 5% SMD R 820 RES RC K 5% SMD R 821 RES RC K 5% SMD R 822 RES RC K 5% SMD R 823 RES RC K 5% SMD R 824 RES RC K 5% SMD R 825 RES RC K 5% SMD R 826 RES RC K 5% SMD R 827 RES RC0603 4K7 5% SMD R 828 RES RC0603 4K7 5% SMD R 829 RES RC K 5% SMD R 830 RES RC K 5% SMD R 833 RES RC R 5% SMD R 834 RES RC0603 2K7 5% SMD R 835 RES RC0603 2K7 5% SMD R 838 RES RC K 5% SMD R 839 RES RC R 5% SMD R 840 RES RC R 1% SMD R 841 RES RC R 1% SMD R 842 RES RC R 1% SMD R 843 RES RC R 1% SMD R 848 RES RC R 5% SMD R 849 RES RC R 5% SMD R 850 RES RC R 5% SMD R 851 RES RC R 5% SMD R 852 RES RC R 5% SMD R 853 RES RC R 5% SMD R 854 RES RC K 5% SMD R 855 RES RC R 5% SMD R 856 RES RC R 5% SMD

85 R 857 RES RC R 5% SMD R 858 RES RC K 5% SMD R 859 RES RC R 5% SMD R 860 RES RC R 5% SMD R 861 RES RC R 5% SMD R 862 RES RC0603 4K7 5% SMD R 863 RES RC K 5% SMD R 864 RES RC0603 3K3 5% SMD R 865 RES RC0603 5K6 5% SMD R 866 RES RC0603 3K3 5% SMD R 867 RES RC0603 2K7 5% SMD R 868 RES RC R 5% SMD R 869 RES RC K 5% SMD R 875 RES RC R 5% SMD R 876 RES RC R 5% SMD R 877 RES RC R 5% SMD R 879 RES RC R 5% SMD R 880 RES RC0603 4K7 5% SMD R 881 RES RC0603 4K7 5% SMD R 882 RES RC0603 4K7 5% SMD R 884 RES RC K 5% SMD R 885 RES RC R 5% SMD R 886 RES RC R 5% SMD R 887 RES RC R 5% SMD R 888 RES RC R 5% SMD R 889 RES RC R 5% SMD R 890 RES RC R 5% SMD R 891 RES RC R 5% SMD R 892 RES RC K 1% SMD R 896 RES RC0603 4K7 5% SMD R 898 RES RC R 5% SMD R 899 RES RC R 5% SMD R 900 RES RC R 5% SMD R 901 RES RC R 5% SMD R 902 RES RC0603 4K7 5% SMD R 904 RES RC K 5% SMD R 907 RES RC K 5% SMD R 908 RES RC K 5% SMD R 910 RES RC K 5% SMD R 911 RES RC K 5% SMD R 912 RES RC K 5% SMD R 914 RES RC R 5% SMD R 915 RES RC R 5% SMD R 916 RES RC R 5% SMD R 917 RES RC R 5% SMD R 918 RES RC K 5% SMD R 919 RES RC K 5% SMD R 920 RES RC K 5% SMD R 921 RES RC K 5% SMD R 922 RES RC K 5% SMD

86 R 923 R 924 R 925 R 926 R 927 R 931 R 933 R 935 RES RC0603 1K0 5% SMD RES RC K 5% SMD RES RC0603 1K0 5% SMD RES RC R 5% SMD RES RC R 5% SMD RES RC K 5% SMD RES RC0805 0R0 SMD RES RC0805 0R0 SMD Odporové p olia SMD (štvorica odporov v jednom púzdre): RR 801 RES ARRAY ARC R/J RR 802 RES ARRAY ARC R/ J RR 803 RES ARRAY ARC R/ J RR 804 RES ARRAY ARC R/ J RR 805 RES ARRAY ARC R/ J RR 806 RES ARRAY ARC R/ J RR 807 RES ARRAY ARC R/ J Cievky: L 801 TLMIVKA ZOSTAVENA L 802 TLMIVKA ZOSTAVENA L 803 COIL LK R0K-T L 804 COIL LGA 0307TB 100KP52 L 805 COIL N08 DPA 150K L 806 TLMIVKA ZOSTAVENA L 807 COIL LGA 0307TB 8R2KP52 L 808 COIL LGA 0307TB 8R2KP52 L 809 TLMIVKA ZOSTAVENA L 810 COIL LGA 0307TB 4R7KP52 L 811 COIL LGA 0307TB 4R7KP52 L 813 COIL LGA 0307TB 8R2KP52 L 814 COIL LGA 0307TB 8R2KP52 L 815 COIL LGA 0307TB 8R2KP52 L 816 COIL N08 DPA 150K Hybridný kanálový volič: TU 801 TUNER TD 1316 AF/IVP-3 Konek tory: XP 801 CONNECT 4PINS-M XP 803 CONNECT 3PINS- M XP 807 CONNECT 20 PINS - MLW 20 G XP 810 CONNECT 2PINS-M

87 Spoje: XC 802 XC 811 SPOJE SO ZAS. 3/16 D SPOJE SO ZAS.XC701 CTV259-A

88 P15. Sériový STREAM výstup z demodulátora STV0360

89 P16. Namerané priebehy na module DVB-T CLK OUT výstup synchronizačných hodín z STV 0360 (R886), frekvencia 54MHz amplitúda 4,4Všš Dátový výstup D7 z STV 0360 (R875), amplitúda 3,3Všš

90 Packet start impulzy (R887), amplitúda 3,3Všš Referenčný oscilátor STV0360 (BX802), frekvencia 27MHz, amplitúda 1Všš D átový tok do DDR pamäte (RR801 špička 1), frekvencia 133MHz, amplitúda 2,5Všš

91 Referenčný oscilátor STx5105 (BX801), frekvencia 27MHz, amplitúda 1Všš Riadiaca zbernica SCL0 (R861),frekvencia 400kHz, amplitúda 5Všš SCL0 po napäťovom prevode (R830), frekvencia 400kHz, amplitúda 3,3Všš

92 SDA0 po napäťovom prevode (R821), frekvencia 400kHz, amplitúda 3,3Všš SDA z STx5105 (R877),frekvencia 400kHz, amplitúda 3,3Všš SCL z STx5105 (R876),frekvencia 400kHz, amplitúda 3,3Všš

93 SCLT z STV0360 (špička 4 TD1316AF), frekvencia 400kHz, amplitúda 3,3Všš SDA z STV0360 (špička 5 TD1316AF), frekvencia 400kHz, amplitúda 3,3Všš Šírkovo modulovaný napäťový impulz (špička1 NL806), frekvencia 250kHz, amplitúda 8,8Všš

94 Šírkovo modulovaný napäťový impulz (špička 1 NL809), frekvencia 250kHz, amplitúda 4,3Všš Testovací video signál jasový Y výstup (signál čierno-biela šachovnica, R891), frekvencia 15625Hz, amplitúda 1,3Všš Testovací video signál - chrominančný C výstup (signál čierno-biela šachovnica, R890), frekvencia 15625Hz, amplitúda 0,3Všš

95 Video signál zo živého vysielania - chrominančný C výstup (R890), frekvencia 15625Hz, amplitúda 1,2Všš Video signá l zo živého vysielania jasový Y výstup (R891), frekvencia 15625Hz, amplitúda 1,2Všš Digitálny televízny kanál, výstup z kanálového voliča (C886), frekvencia 522MHz (27 kanál DVB-T), šírka pásma TV kanála 8MHz, výstupná úroveň signálu 74dBµV

96 P17. Zoznam použitých meracích prístrojov a signálových generátorov 1. ANRITSU MS 2661B (9kHz 3GHz) spektrálny analyzátor 2. KIKUSU COR 5501U (100MHz) pamäťový osciloskop 3. Regulačný oddeľovací transformátor TESLA OXE TV generátor Philips PM 5418 TX 5. Kóder MPEG-2 EMX 1002 MPEG-2 ENCODER ABE 6. TV modulátor DVB-T WBS Číslicový multimeter Philips PM Stabilizovaný zdroj TESLA BS 525

97 P18. Bloková schéma hybridného TVP s použitým modulom DVB-T